Odkryto pobliski układ złożony z co najmniej dwóch planet

Zespół astronomów odkrył nowy układ wieloplanetarny w naszym galaktycznym sąsiedztwie, który znajduje się zaledwie 33 lata świetlne od Ziemi, co czyni go jednym z najbliższych znanych nam tego typu układów.

Rysunek przedstawiający gwiazdę HD 260655, jej planet i satelitę TESS.
Źródło: dzięki uprzejmości NASA.

W sercu tego układu znajduje się mały i chłodny karzeł typu M o nazwie HD 260655. Astronomowie odkryli, że zawiera on co najmniej dwie skaliste planety wielkości Ziemi. Skaliste światy prawdopodobnie nie nadają się do zamieszkania, ponieważ ich orbity są stosunkowo ciasne, co naraża planety na temperatury zbyt wysokie, by utrzymać wodę w stanie ciekłym.

Mimo to naukowcy są podekscytowani tym układem, ponieważ bliskość i jasność gwiazdy pozwoli im bliżej przyjrzeć się właściwościom planet i oznakom atmosfery, jaką mogą posiadać.

Obie planety w tym układzie są uważane za jedne z najlepszych celów do badania atmosfery ze względu na jasność ich gwiazdy, mówi Michelle Kunimoto, stażystka w Instytucie Astrofizyki i Badań Kosmicznych im. Kavli w MIT i jedna z czołowych naukowców odkryciaCzy wokół tych planet istnieje bogata w substancje lotne atmosfera? Czy są tam oznaki obecności wody lub gatunków opartych na węglu? Te planety są fantastycznymi poligonami doświadczalnymi dla tych badań.

Moc danych
Nowy układ planetarny został wstępnie zidentyfikowany przez należącego do NASA satelitę TESS, którego zadaniem jest obserwacja najbliższych i najjaśniejszych gwiazd oraz wykrywanie okresowych spadków jasności, które mogą sygnalizować obecność planet.

W październiku 2021 roku Kunimoto, członek zespołu naukowego TESS z MIT, monitorowała dane przychodzące z satelity, gdy zauważyła parę okresowych spadków jasności gwiazdy, czyli tranzytów, pochodzących od gwiazdy HD 260655.

Sygnały te zostały wkrótce zaklasyfikowane jako dwa obiekty TESS Objects of Interest (TOI), czyli obiekty oznaczone jako potencjalne planety. Te same sygnały zostały również znalezione przez Science Processing Operations Center (SPOC). Naukowcy zwykle planują dalsze badania za pomocą innych teleskopów aby potwierdzić, czy obiekty te są rzeczywiście planetami.

Proces klasyfikacji i późniejszego potwierdzenia nowych planet często trwa kilka lat. W przypadku HD 260655 proces ten został znacznie skrócony dzięki archiwalnym danym.

Wkrótce po tym, jak Kunimoto zidentyfikowała te dwie potencjalne planety wokół HD 260655, Shporer sprawdził, czy gwiazda ta była wcześniej obserwowana przez inne teleskopy. Jak się okazało, HD 260655 była wymieniona w przeglądzie gwiazd wykonanym przez High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), instrument działający w ramach Obserwatorium Kecka na Hawajach. HIRES obserwował gwiazdę, wraz z wieloma innymi gwiazdami, od 1998 roku, a naukowcy mieli dostęp do publicznie dostępnych danych z tego badania.

HD 260655 została również wymieniona jako część niezależnego przeglądu przeprowadzonego przez CARMENES, instrument działający w ramach Obserwatorium Calar Alto w Hiszpanii. Ponieważ dane te były prywatne, zespół skontaktował się z członkami HIRES i CARMENES w celu połączenia mocy ich danych.

Siła przyciągania planetarnego
W końcu, wspólna praca szybko potwierdziła obecność dwóch planet wokół HD 260655 w ciągu około 6 miesięcy.

Aby potwierdzić, że sygnały odebrane przez TESS rzeczywiście pochodzą od dwóch planet krążących wokół gwiazdy, badacze przejrzeli zarówno dane HIRES, jak i CARMENES. Oba badania mierzą jej prędkość radialną.

Każda planeta krążąca wokół gwiazdy będzie miała niewielki wpływ grawitacyjny na swoją gwiazdę – wyjaśnia Kunimoto. Szukamy wszelkich niewielkich ruchów gwiazdy, które mogłyby wskazywać na to, że obiekt o masie planetarnej ją ciągnie.

Na podstawie obu zestawów danych archiwalnych badacze znaleźli statystycznie istotne oznaki, że sygnał wykryty przez TESS to rzeczywiście dwie planety okrążające gwiazdę.

Następnie zespół przyjrzał się dokładniej danym TESS, aby ustalić właściwości obu planet, w tym ich okres orbitalny i rozmiar. Ustalili, że planeta wewnętrzna, nazwana HD 260655b, okrąża gwiazdę co 2,8 dnia i jest około 1,2 razy większa od Ziemi. Druga planeta, zewnętrzna, HD 260655c, krąży wokół gwiazdy co 5,7 dnia i jest 1,5 razy większa od Ziemi.

Na podstawie danych o prędkościach radialnych ze spektrografów HIRES i CARMENES naukowcy byli w stanie obliczyć masę planet, która jest bezpośrednio związana z amplitudą, z jaką każda z nich oddziałuje na tę gwiazdę. Okazało się, że planeta wewnętrzna jest około dwa razy masywniejsza od Ziemi, podczas gdy planeta zewnętrzna ma około trzech mas Ziemi. Na podstawie ich rozmiarów i masy zespół oszacował gęstość każdej z nich. Wewnętrzna planeta jest nieco gęstsza od Ziemi, podczas gdy zewnętrzna, większa planeta, jest nieco mniej gęsta. Na podstawie gęstości planet szacuje się, że mają prawdopodobnie ziemski skład.

Bazując na orbitach badacze szacują, że powierzchnia planety wewnętrznej ma temperaturę 710 K, podczas gdy zewnętrzna ma około 560 K.

Uważamy, że jest to obszar poza strefą zdatną do zamieszkania, zbyt gorący, aby na ich powierzchniach mogła istnieć woda w stanie ciekłym – mówi Kunimoto.

Ale w układzie może być więcej planet – dodaje Shporer. Istnieje wiele układów wieloplanetarnych, w których znajduje się pięć lub sześć planet, szczególnie wokół małych gwiazd, takich jak ta. Miejmy nadzieję, że znajdziemy ich więcej, a jedna z nich może znajdować się w ekosferze. To optymistyczne myślenie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
MIT

Urania

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono