Ένας εξωηλιακός κόσμος καλυμμένος με νερό;

Η απόδοση του καλλιτέχνη του εξωπλανήτη TOI-1452 b, ενός μικρού πλανήτη που μπορεί να καλύπτεται εξ ολοκλήρου από βαθιά ωκεάνια. Πίστωση: Benoit Gougeon, Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ

Μια διεθνής ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Charles Cadieux, Ph.D. φοιτητή στο Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ και μέλος του Ινστιτούτου Έρευνας για Εξωπλανήτες (iREx), ανακοίνωσε την ανακάλυψη του TOI-1452 b, ενός εξωπλανήτη σε τροχιά γύρω από έναν από τους δύο μικρά αστέρια ενός δυαδικού συστήματος που βρίσκονται στον αστερισμό του Δράκου, περίπου 100 χρόνια από τη Γη.

ο εξωπλανήτης είναι ελαφρώς μεγαλύτερο σε μέγεθος και μάζα από τη Γη και βρίσκεται σε απόσταση από το αστέρι της όπου η θερμοκρασία της δεν θα ήταν ούτε πολύ ζεστή ούτε πολύ χαμηλή υγρό νερό υπάρχουν στην επιφάνειά του. Οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι θα μπορούσε να είναι ένας «ωκεάνιος πλανήτης», ένας πλανήτης που καλύπτεται πλήρως από ένα παχύ στρώμα νερού, παρόμοιο με μερικά από τα φεγγάρια του Δία και του Κρόνου.

Σε άρθρο που δημοσιεύτηκε σήμερα στο The Astronomical JournalΟ Cadieux και η ομάδα του περιγράφουν τις παρατηρήσεις που διευκρίνισαν τη φύση και τα χαρακτηριστικά αυτού του μοναδικού εξωπλανήτη.

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων ανακάλυψε έναν εξωπλανήτη που θα μπορούσε να καλυφθεί πλήρως από νερό. Πίστωση: Benoit Gougeon, Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ

«Είμαι εξαιρετικά περήφανος για αυτή την ανακάλυψη γιατί καταδεικνύει το υψηλό διαμέτρημα των ερευνητών μας και των οργάνων μας», δήλωσε ο René Doyon, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ και διευθυντής του iREx και του Mont-Mégantic Observatory. (WMO). «Χάρη στο OMM, ένα ειδικό όργανο που σχεδιάστηκε στα εργαστήριά μας που ονομάζεται SPIRou, και σε μια καινοτόμο αναλυτική μέθοδο που αναπτύχθηκε από την ερευνητική μας ομάδα, μπορέσαμε να ανιχνεύσουμε αυτόν τον μοναδικό εξωπλανήτη».

Ήταν το διαστημικό τηλεσκόπιο TESS της NASA, το οποίο ερευνά ολόκληρο τον ουρανό αναζητώντας πλανητικά συστήματα κοντά στο δικό μας, που έβαλε τους ερευνητές στα ίχνη αυτού του εξωπλανήτη. Με βάση το σήμα TESS, το οποίο έδειξε μια ελαφρά μείωση της φωτεινότητας κάθε 11 ημέρες, οι αστρονόμοι προέβλεψαν έναν πλανήτη περίπου 70% μεγαλύτερο από τη Γη.

Ο Charles Cadieux ανήκει σε μια ομάδα αστρονόμων που πραγματοποιούν παρατηρήσεις επίγειας παρακολούθησης υποψηφίων που εντοπίστηκαν από το TESS για να επιβεβαιώσουν τον τύπο και τα χαρακτηριστικά του πλανήτη τους. Χρησιμοποιεί PESTO, μια κάμερα εγκατεστημένη στο τηλεσκόπιο OMM που αναπτύχθηκε από τον καθηγητή David Lafrenière του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ και τον διδακτορικό του φοιτητή François-René Lachapelle.

«Το WMO έπαιξε κρίσιμο ρόλο στην επιβεβαίωση της φύσης αυτού του σήματος και στην εκτίμηση της ακτίνας του πλανήτη», εξήγησε ο Cadieux. “Αυτό δεν ήταν ένας έλεγχος ρουτίνας. Χρειαζόμασταν να βεβαιωθούμε ότι το σήμα που ανιχνεύθηκε από το TESS προκλήθηκε όντως από έναν εξωπλανήτη που έκανε τον κύκλο του TOI-1452, το μεγαλύτερο από τα δύο αστέρια σε αυτό το δυαδικό σύστημα.”

Ο κεντρικός αστέρας TOI-1452 είναι πολύ μικρότερος από τον Ήλιο μας και είναι ένα από τα δύο αστέρια παρόμοιου μεγέθους στο δυαδικό σύστημα. Τα δύο αστέρια περιστρέφονται το ένα γύρω από το άλλο και χωρίζονται από μια τόσο μικρή απόσταση – 97 αστρονομικές μονάδες, ή περίπου δυόμισι φορές την απόσταση μεταξύ του Ήλιου και του Πλούτωνα – που το τηλεσκόπιο TESS τα θεωρεί ως ένα μόνο φωτεινό σημείο. Αλλά η ανάλυση του PESTO είναι αρκετά υψηλή για να διακρίνει τα δύο αντικείμενα και οι εικόνες έδειξαν τον εξωπλανήτη σε τροχιά γύρω από το TOI-1452, κάτι που επιβεβαιώθηκε από μεταγενέστερες παρατηρήσεις από μια ιαπωνική ομάδα.

Εφευρετικότητα στη δουλειά

Για να προσδιορίσουν τη μάζα του πλανήτη, οι ερευνητές παρατήρησαν στη συνέχεια το σύστημα με το SPIRou, ένα όργανο που εγκαταστάθηκε στο τηλεσκόπιο Καναδά-Γαλλία-Χαβάη στη Χαβάη. Σχεδιασμένο σε μεγάλο βαθμό στον Καναδά, το SPIRou είναι ιδανικό για τη μελέτη άστρων χαμηλής μάζας όπως το TOI-1452 επειδή λειτουργεί στο υπέρυθρο φάσμα, όπου αυτά τα αστέρια είναι τα πιο φωτεινά. Ακόμη και τότε, χρειάστηκαν περισσότερες από 50 ώρες παρατήρησης για να εκτιμηθεί η μάζα του πλανήτη, η οποία θα ήταν σχεδόν πενταπλάσια από αυτή της Γης.

Ένας εξωηλιακός κόσμος καλυμμένος με νερό;

Καλλιτεχνική αναπαράσταση της επιφάνειας του TOI-1452 b, που θα μπορούσε να είναι ένας «ωκεάνιος πλανήτης», δηλαδή ένας πλανήτης πλήρως καλυμμένος με ένα παχύ στρώμα υγρού νερού. Πίστωση: Benoit Gougeon, Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ

Οι ερευνητές Étienne Artigau και Neil Cook, επίσης από το iREx του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ, έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην ανάλυση των δεδομένων. Έχουν αναπτύξει μια ισχυρή μέθοδο ανάλυσης ικανή να ανιχνεύει τον πλανήτη στα δεδομένα που συλλέγονται με το SPIRou. «Η μέθοδος LBL [for line-by-line] καθιστά δυνατό τον καθαρισμό των δεδομένων που λαμβάνονται με το SPIRou από πολλά παρασιτικά σήματα και την αποκάλυψη της αδύναμης υπογραφής του πλανήτες όπως αυτό που ανακάλυψε η ομάδα μας», εξηγεί ο Artigau.

Η ομάδα περιλαμβάνει επίσης τους ερευνητές του Κεμπέκ Farbod Jahandar και Thomas Vandal, δύο διδακτορικούς φοιτητές από το Πανεπιστήμιο του Μόντρεαλ. Ο Jahandar ανέλυσε τη σύνθεση του ξενιστή αστέρα, χρήσιμη για τον περιορισμό της εσωτερικής δομής του πλανήτη, ενώ ο Vandal βοήθησε στην ανάλυση των δεδομένων που συλλέχθηκαν με το SPIRou.

Ένας υδάτινος κόσμος

Ο εξωπλανήτης TOI-1452 b είναι πιθανώς βραχώδης όπως η Γη, αλλά η ακτίνα, η μάζα και η πυκνότητά του υποδηλώνουν έναν κόσμο πολύ διαφορετικό από τον δικό μας. Η Γη είναι ουσιαστικά ένας πολύ ξηρός πλανήτης. παρόλο που μερικές φορές τον αποκαλούμε μπλε πλανήτη επειδή περίπου το 70% της επιφάνειάς του καλύπτεται από ωκεανό, το νερό είναι στην πραγματικότητα μόνο ένα αμελητέο κλάσμα της μάζας του, λιγότερο από το 1%.

Το νερό μπορεί να είναι πολύ πιο άφθονο σε ορισμένους εξωπλανήτες. Τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι έχουν εντοπίσει και προσδιορίσει την ακτίνα και τη μάζα πολλών εξωπλανητών μεταξύ του μεγέθους της Γης και του Ποσειδώνα (περίπου 3,8 φορές μεγαλύτεροι από τη Γη). Μερικοί από αυτούς τους πλανήτες έχουν πυκνότητα που μπορεί να εξηγηθεί μόνο εάν ένα μεγάλο μέρος της μάζας τους αποτελείται από υλικά που είναι ελαφρύτερα από αυτά που αποτελούν την εσωτερική δομή της Γης, όπως το νερό. Αυτοί οι υποθετικοί κόσμοι έχουν ονομαστεί “ωκεάνιοι πλανήτες”.

«Το TOI-1452 b είναι ένας από τους καλύτερους υποψήφιους για έναν ωκεάνιο πλανήτη που έχουμε βρει μέχρι σήμερα», είπε ο Cadieux. «Η ακτίνα και η μάζα του υποδηλώνουν πολύ χαμηλότερη πυκνότητα από αυτή που θα περίμενε κανείς για έναν πλανήτη που αποτελείται κυρίως από μέταλλο και βράχο, όπως η Γη».

Ο Mykhaylo Plotnykov και η Diana Valencia του Πανεπιστημίου του Τορόντο είναι ειδικοί στη μοντελοποίηση του εσωτερικού των εξωπλανητών. Η ανάλυσή τους για το TOI-1452b δείχνει ότι έως και το 30% της μάζας του μπορεί να είναι νερό, αναλογία παρόμοια με αυτή ορισμένων φυσικών δορυφόρων στο ηλιακό μας σύστημα, όπως τα φεγγάρια του Δία, Γανυμήδης και Καλλιστώ, και τα φεγγάρια του Κρόνου Τιτάνα και του Εγκέλαδου. .

Συνεχίζεται…

Ένας εξωπλανήτης όπως ο TOI-1452 b είναι τέλειος υποψήφιος για πιο προσεκτική παρατήρηση με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb ή Webb για συντομία. Είναι ένας από τους λίγους γνωστούς εύκρατους πλανήτες που εμφανίζουν χαρακτηριστικά συμβατά με έναν ωκεάνιο πλανήτη. Είναι αρκετά κοντά στη Γη ώστε οι ερευνητές να ελπίζουν να μελετήσουν την ατμόσφαιρά της και να δοκιμάσουν αυτήν την υπόθεση. Και, ευτυχώς, είναι σε μια περιοχή του ουρανού που το τηλεσκόπιο μπορεί να παρατηρήσει όλο το χρόνο.

«Οι παρατηρήσεις μας με το τηλεσκόπιο Webb θα είναι απαραίτητες για την καλύτερη κατανόηση του TOI-1452 b», δήλωσε ο Doyon, ο οποίος εξέτασε το σχέδιο εξαρτημάτων NIRISS του James Webb. «Μόλις μπορέσουμε, θα αφιερώσουμε χρόνο στο Webb για να παρατηρήσουμε αυτόν τον παράξενο και υπέροχο κόσμο».

Το άρθρο “TOI-1452 b: SPIRou και TESS αποκαλύπτουν μια υπερ-Γη σε εύκρατη τροχιά που διέρχεται από έναν νάνο M4” δημοσιεύτηκε στις 12 Αυγούστου 2022 στις The Astronomical Journal. Εκτός από τους Charles Cadieux, René Doyon, Étienne Artigau, Neil Cook, Farbod Jahandar και Thomas Vandal του iREx στο Université de Montréal, η ερευνητική ομάδα περιλαμβάνει τον Nicolas B. Cowan (iREx, MSI, McGill, Καναδάς). Björn Benneke, Stefan Pelletier και Antoine Darveau-Bernier (iREx, UdeM, Καναδάς); Ryan Cloutier, πρώην μέλος του iREx (Χάρβαρντ, ΗΠΑ). και συν-συγγραφείς από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο, Γαλλία, Βραζιλία, ΗΠΑ, Ιαπωνία, Ισπανία, Ελβετία, Πορτογαλία, Ουγγαρία, Γερμανία και Κριμαία.


Ανακάλυψη ενός νέου σπάνιου εξωπλανήτη «υπό-καυτού Ποσειδώνα».


Περισσότερες πληροφορίες:
Charles Cadieux et al, TOI-1452 b: SPIRou και TESS αποκαλύπτουν μια υπερ-Γη σε εύκρατη τροχιά που διέρχεται από έναν νάνο M4, The Astronomical Journal (2022). DOI: 10.3847/1538-3881/ac7cea

Παραθέτω, αναφορά: Ένας εξωηλιακός κόσμος καλυμμένος με νερό; (2022, 24 Αυγούστου) ανακτήθηκε στις 24 Αυγούστου 2022 από https://phys.org/news/2022-08-extrasolar-world.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από την ορθή χρήση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημέρωση.

READ  Πέντε εκτοξεύσεις προγραμματίστηκαν από τη διαστημική ακτή της Φλόριντα τον Ιούνιο - Spaceflight Now

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.