Dwie niezwykle rzadkie egzoplanety mogą dać nam wgląd w planetę w pobliżu domu: ScienceAlert

Wokół pomarańczowego karła zaledwie 130 lat świetlnych od Ziemi astronomowie odkryli nieoczekiwany skarb.

Gwiazda nie tylko krąży wokół trzech skalistych superziemi, ale dwie inne egzoplanety w układzie są niemal niewiarygodnie rzadkie w naszych danych.

Te dwie to superplaneta Merkury, rodzaj egzoplanety tak trudny do wykrycia, że ​​zidentyfikowaliśmy tylko osiem, w tym nowe odkrycia.

Wszystkie pięć egzoplanet znajduje się tak blisko swojej gwiazdy macierzystej, jak wiemy, że jest to możliwe, ale to odkrycie stanowi najlepsze laboratorium, aby dowiedzieć się więcej o super- Rtęć Planety zewnętrzne – i sam Merkury, tutaj w Układzie Słonecznym.

„Po raz pierwszy wykryliśmy system z dwiema superrtęciowymi maszynami” Astrofizyk Susanna Barros mówi: Z Instytutu Astrofizyki i Nauk Kosmicznych (IA) w Portugalii. „To pozwala nam uzyskać wskazówki o tym, jak powstały te planety, co może pomóc nam wykluczyć pewne możliwości”.

Egzoplanety są trudne do znalezienia, a mniejsze planety są jeszcze trudniejsze do znalezienia. Obecnie astronomowie opierają się na dwóch głównych metodach: metodzie tranzytów i metodzie prędkości radialnych.

Jeśli chodzi o metodę tranzytów, astronomowie będą szukać regularnych, słabych zagłębień w świetle gwiazdy – znaku egzoplanety przechodzącej między nami a nią.

Metoda prędkości radialnych szuka zmian w długościach fal światła docierającego do nas od gwiazdy, gdy ta natychmiast „kołysze się”, pobudzana grawitacją egzoplanety krążącej wokół Układu Słonecznego.

Jak możesz sobie wyobrazić, oba sygnały – tranzytu i prędkości radialnej – są małe. Bardziej prawdopodobne jest, że wykryjemy większe sygnały z większych egzoplanet.

Teleskop NASA TESS, który wykorzystuje metodę tranzytów, odkrył dwie egzoplanety krążące wokół gwiazdy HD 23472. Kilka lat temuDalsze obserwacje potwierdziły ich obecność. Wykryto również dwie inne kandydackie egzoplanety.

Barros i jej zespół chcieli bliżej przyjrzeć się systemowi HD 23472, ponieważ starali się zrozumieć mała przerwa w promieniu planety: tajemniczy brak planet między promieniem Ziemi 1,5 a 2. Potwierdzone egzoplanety znajdowały się na górnej stronie tej luki, a dwie kandydatki znajdowały się po mniejszej stronie.

Astronomowie uważają, że różnica może wynikać z obecności lub braku atmosfery. Można to wywnioskować, obliczając gęstość egzoplanety, jeśli masz dane tranzytu i prędkość radialną.

Dane o tranzycie, które mówią, ile światła gwiazd blokuje egzoplaneta, mogą określić jej rozmiar. Dane o prędkości radialnej, które mówią nam o przyciąganiu grawitacyjnym, jakie wywiera egzoplaneta, mogą dać nam jej masę. Gęstość można obliczyć za pomocą tych dwóch pomiarów.

Tak więc między lipcem 2019 a kwietniem 2021 zespół postanowił uzyskać bardzo dokładne pomiary prędkości radialnej gwiazdy za pomocą spektrometru ESPRESSO na Bardzo Dużym Teleskopie Europejskiego Obserwatorium Południowego. Znaleźli dowody na istnienie piątej egzoplanety otoczonej przez gwiazdę, o mniejszej masie niż Ziemia.

Następnie, w październiku 2021 r., TESS uchwycił sygnaturę tranzytową tej piątej egzoplanety.

Zespół rozbił wszystkie liczby i wyróżnił system. Od najbliższego do najdalszego:

• HD 23472 d ma okres orbitalny 3,98 dnia, promień 0,75 razy większy od Ziemi i masę 0,54 razy większą od Ziemi.
• HD 23472 e, najnowsze odkrycie, trwa 7,9 dni i wynosi 0,82 promienia Ziemi i 0,76 masy Ziemi.
• HD 23472 f ma czas trwania 12,16 dni, godziny przy promieniach Ziemi 1,13 i masie Ziemi 0,64.
• HD 23472 b ma okres orbitalny 17,67 dni, promień Ziemi 2,01 i masę 8,42 masy Ziemi.
• Okres orbitalny HD 23472 c wynosi 29,8 dnia, 1,85 mas Ziemi i 3,37 promienia Ziemi.

Pomiary te dają gęstość zbliżoną do Ziemi w odniesieniu do trzech egzoplanet i odpowiadają ważnym atmosferom.

Jednak dwie planety, zewnętrzna i wewnętrzna, mają dużą gęstość. Sugeruje to, że mogą być podobne do Merkurego w składzie, z dużym jądrem i małym płaszczem w porównaniu z innymi planetami.

Nie wiemy, dlaczego Merkury jest taki. Mogło to być spowodowane tym, że zderzyło się z czymś we wczesnym okresie Układu Słonecznego, co dosłownie przemieściło masę materiału, albo że ciepło słoneczne wyparowało wiele z nich.

Znalezienie dwóch razem wskazuje, że jednorazowe zdarzenie, takie jak kolizja, może być mało prawdopodobne.

„Jeśli uderzenie wystarczająco duże, aby stworzyć superplanetę Merkury, jest naprawdę nieprawdopodobne, to dwie kolizje gigantyczne w tym samym układzie wydają się bardzo nieprawdopodobne” Barros wyjaśnia.

„Wciąż nie wiemy, jak formują się te planety, ale wydaje się, że są one związane z formowaniem się gwiazdy macierzystej. Ten nowy system może nam w tym pomóc”.

Nie jest jasne, czy dwa superfiltry Mercurian mają dwie atmosfery. Aby się tego dowiedzieć, potrzebujemy mocniejszego teleskopu.

„Zrozumienie, w jaki sposób powstały te dwie superplanety, będzie wymagało dalszej charakterystyki powstawania tych dwóch planet” Astronom Olivier Demangon, IA.

„Ponieważ te planety mają mniejsze promienie niż Ziemia, obecne instrumenty nie mają wrażliwości, aby zbadać ich skład powierzchni lub obecność i formację możliwej atmosfery”.

Patrząc na numer duże teleskopy Obecnie w budowie, mamy nadzieję, że nie będziemy musieli długo czekać.

Badania zespołu zostały opublikowane w: Astronomia i astrofizyka.