سیارات فراخورشیدی کشف شده در اطراف ستاره جدید اسرار شکل گیری سیاره را آشکار می کنند

یک نمایش سرگرم کننده از سیستم TOI-1136 اگر همه بدن در سیستم یک اردک یا یک اردک باشد. اعتبار: Rae Holcomb/UCI

منظومه ای متشکل از شش سیاره فراخورشیدی بینشی از شکل گیری و تکامل سیاره ارائه می دهد.

با زرادخانه ای از فناوری پیشرفته، دانشمندان یک منظومه ستاره ای چند سیاره ای را کشف کرده اند که بینش نادری را در مورد نحوه شکل گیری و رفتار سیارات در اطراف یک ستاره جوان ارائه می دهد.

TOI-1136 یک ستاره کوتوله است راه شیری کهکشانی در فاصله بیش از 270 سال نوری از زمین، که به دلیل وسعت کهکشان راه شیری 100000 سال نوری، نزدیک به حساب می آید. شش تا هست سیارات تایید شده در حال چرخش به دور ستاره و دانشمندان به شدت به وجود ستاره هفتم مشکوک هستند.

تارا فترولف، استادیار مدعو اخترفیزیک در Cal State San Marcos و یکی از نویسندگان مقاله منظومه جدید، گفت: «از آنجایی که تعداد کمی از منظومه های ستاره ای به اندازه این سیاره سیاره دارند، از نظر اندازه به منظومه شمسی خودمان نزدیک می شود. “هم به اندازه کافی شبیه است و هم به اندازه کافی متفاوت است که می توانیم چیزهای زیادی یاد بگیریم.”

بینش از سیستم TOI-1136

ارسال شده در 29 ژانویه در مجله نجومی، این مقاله اندازه گیری های دقیقی از جرم سیارات فراخورشیدی، جزئیات شکل مدار آنها و ویژگی های جو آنها ارائه می دهد. جزئیاتی مانند این بر اساس مشاهدات اولیه سیستم از سال 2019 با استفاده از داده‌های ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی یا TPP.

رندر هنرمندی از سیستم TOI-1136 و ستاره جوان فروزان آن. اعتبار: Ray Holcombe/Paul Robertson/UCI

استفن کین، استاد اخترفیزیک سیاره‌ای در یو سی ریورساید و محقق اصلی نظرسنجی TESS Keck، توضیح می‌دهد که چگونه منظومه تازه کشف‌شده با بسیاری از سیستم‌های شناخته شده دیگر متفاوت است. برای شروع، سن او را متمایز می کند. با تنها 700 میلیون سال سن، در مقایسه با منظومه شمسی خودمان که 4.5 میلیارد سال سن دارد، بسیار جوان است.

“این به ما نگاهی به سیارات بلافاصله پس از تشکیل آنها می دهد، و شکل گیری منظومه شمسی یک موضوع داغ است. Fetterolf گفت: “هر بار که ما یک منظومه چند سیاره ای را کشف می کنیم، اطلاعات بیشتری به ما می دهد تا نظریه های خود را در مورد چگونگی پیدایش سیستم ها و نحوه رسیدن سیستم به اینجا به ما بدهد.”

چالش ها و دستاوردها در مطالعه سیستم های ستاره ای جوان

کار با ستاره های جوان هم سخت و هم خاص است، زیرا آنها بسیار فعال هستند. مغناطیس، لکه‌های خورشیدی و شعله‌های خورشیدی در این مرحله از رشد ستاره گسترده‌تر و شدیدتر هستند و تشعشعات ناشی از انفجار سیارات و مجسمه‌سازی سیارات، جو آنها را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

ستاره های جوان همیشه بد رفتار می کنند. آنها مانند بچه های کوچک بسیار فعال هستند. این می تواند اندازه گیری های با دقت بالا را دشوار کند.

تمام سیارات در منظومه دارای سن مشابهی هستند و در شرایط مشابهی تشکیل شده اند. کین می‌گوید: «این به ما کمک می‌کند نه تنها یک به یک مقایسه کنیم که چگونه سیارات در طول زمان تغییر می‌کنند، بلکه چگونه جو آنها در فواصل مختلف از ستاره تکامل یافته‌اند، که شاید کلیدی‌ترین چیز باشد.»

از آنجایی که تمام سیارات این منظومه نسبتاً نزدیک به هم هستند، تیم تحقیقاتی همچنین توانست چیزی را اندازه گیری کند که اندازه گیری آن در سیستم های دیگر دشوار است.

«معمولاً وقتی به دنبال سیارات می گردیم، به تأثیر سیارات بر ستاره خود نگاه می کنیم. ما حرکت ستاره را تماشا می کنیم و این را به عنوان اثرات گرانشی سیارات بر روی آن تفسیر می کنیم. در اینجا نیز می‌توانیم سیارات را ببینیم که روی یکدیگر می‌کشند.»

محققان با استفاده از تلسکوپ Automated Planet Finder در رصدخانه لیک در کوه همیلتون در کالیفرنیا و طیف‌سنج با وضوح بالا Echelle در رصدخانه WM Keck در Mauna Kea در هاوایی، تغییرات جزئی در حرکت ستارگان را شناسایی کردند که به آنها در تعیین جرم کمک کرد. سیارات با دقت بی سابقه ای .

برای به دست آوردن چنین اطلاعات دقیقی در مورد سیارات، این تیم با استفاده از صدها اندازه گیری سرعت مشاهده شده که روی داده های ترانزیت لایه بندی شده اند، مدل های کامپیوتری ساختند. Corey Beard، نویسنده اصلی گزارش و دکترای UC Irvine. کاندیدای فیزیک، گفت که ترکیب این نوع خوانش ها اطلاعات بیشتری در مورد سیستم نسبت به قبل به دست می دهد.

آزمایش و خطای زیادی طول کشید، اما ما واقعاً از نتایج خود راضی بودیم، زیرا یکی از پیچیده ترین مدل های یک منظومه سیاره ای را توسعه دادیم. سیاره فراخورشیدی بیرد گفت: ادبیات تا به امروز.

مرجع: «مطالعه TESS-Keck. XVII. اندازه‌گیری‌های دقیق جرم در یک سیستم سیاره‌ای گذری جوان چندگانه با استفاده از سرعت‌های شعاعی و تغییرات زمان گذر توسط کوری بیرد، پل رابرتسون، فی دای، ری هولکامب، جک لوبین، جوزف ام. آکانا مورفی، ناتالی ام. باتالا، سارا بلانت، ایان کراسفیلد، کورتنی لباس، بنجامین فولتون، اندرو دبلیو. هاوارد، دن هوبر، هاوارد ایزاکسون، استفن آر. کین، گرزگورز نواک، اریک آ. پتیگورا، آرپیتا روی، رایان ای. بهمرد، کیسی ال. برینکمن، ایلاریا کارلئو، اشلی چونتوس، پل آ. دالبا، تارا فترولف، استیون جیاکالون، میشل ال. هیل، کیو کاواچی، جودیت کورث، رافائل لوک، میسون جی مک‌دوگال، اندرو دبلیو مایو، تئو موچینیک ، جوزپه مورلو، فیلیپه مورگاس، ژائوم اورل-میکل، انریکه پالی، الکس اس. پولانسکی، مالنا رایس، نیکلاس اسکارسدیل، داکوتا تایلر، و جودا ون زاند، 29 ژانویه 2024، مجله نجومی.
DOI: 10.3847/1538-3881/ad1330

محققینی از موسسه اخترفیزیک جزایر قناری اسپانیا به UC Irvine و UC Riverside در این مطالعه پیوستند. موسسه فناوری کالیفرنیا؛ سوئد دانشگاه تکنولوژی چالمرز; دانشگاه جانز هاپکینز مریلند؛ دانشگاه اسپانیایی لا لاگونا؛ دانشگاه سوئد لوند؛ دانشگاه نیکلاس کوپرنیک لهستانی؛ نیوجرسی دانشگاه پرینستون; دانشگاه Ritsumeikan ژاپن؛ موسسه SETI کالیفرنیا؛ موسسه علمی تلسکوپ فضایی مریلند؛ دانشگاه کالیفرنیا، سانتا کروز؛ بر دانشگاه کالیفرنیا، برکلی; دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس؛ دانشگاه هاوایی؛ بر دانشگاه شیکاگو; دانشگاه کانزاس؛ دانشگاه نوتردام در ایندیانا؛ دانشگاه کوئینزلند جنوبی، استرالیا؛ و کانکتیکات دانشگاه ییل. بودجه ارائه شده توسط بنیاد WM Keck، ناسا و بنیاد ملی علوم.

نشانه های حیات روی زمین تقریباً بلافاصله پس از شکل گیری منظومه شمسی ما در دوره آرکئن 3.9 میلیارد سال پیش ظاهر شد. اگرچه TOI-1136 به بسیاری از سیارات خود بسیار نزدیک است و احتمال حیات وجود ندارد – تابش بسیار شدید است – تیم امیدوار است که مشاهده این سیستم در نهایت به سوالات وجودی در مورد چگونگی پیدایش سیاره ما پاسخ دهد.

«آیا ما نادریم؟ من به طور فزاینده ای متقاعد می شوم که سیستم ما در جهان بسیار غیرعادی است. کین می‌گوید: «یافتن منظومه‌هایی که بسیار متفاوت از سیستم‌های ما هستند، به طور فزاینده‌ای روشن می‌کند که منظومه شمسی ما چگونه با بافت بزرگ‌تر شکل‌گیری در اطراف ستارگان دیگر هماهنگ می‌شود.