Astronomové našli ideální exoplanetu ke studiu atmosféry jiného světa

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) objevil novou planetu a objev této subpeptunské exoplanety vyvolal zájem vědců o její atmosféru. Kombinace velikosti planety, husté atmosféry a oběžné dráhy kolem malé hvězdy třídy M poblíž Země poskytuje vědcům příležitost dozvědět se více o atmosférách exoplanet. Hledání exoplanet je čím dál tím lepší a studium jejich atmosféry je dalším krokem k jejich pochopení jako celku.

Všechny naše strategie pro objevování exoplanet mají pozorovací zkreslení. Zdá se nemožné se tomu vyhnout. Dokonce i TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), možná náš nejzkušenější vyhledávač planet, má pozorovací zaujatost. Jeho předchůdce Kepler měl zaujatost vůči větším planetám a TESS tuto zaujatost nesdílí. Ale TESS má stále jakýsi mrtvý bod kvůli tomu, jak to funguje.

Žádný dalekohled se nemůže dívat všude najednou a TESS není výjimkou. Pozoruje oblohu většinou v částech 28 dnů. U jedné z těchto částí se tedy zaměřuje na jednu oblast po dobu 28 dnů. Aby bylo možné potvrdit, že je to exoplaneta, musí objekt projít před svou hvězdou dvakrát za těch 28 dní. Závěrem toho všeho je, že většina planet nalezených TESS má orbitální období kratší než 14 dní.

Ale tato nová planeta s názvem TOI-1231 b má oběžnou dobu 24 dnů. Díky tomu je skvělým cílem pro studium atmosféry exoplanet, protože jsou delší dobu před svou hvězdou a lze je studovat snadněji. Vesmír Dnes čtenáři vědí, že studium světla při interakci s objekty je způsob, jakým získáváme většinu svých znalostí o vesmíru. Samotný TESS nebude studovat planetu. O to se postarají další mise, jako je vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST), a to sledováním světla hvězd při průchodu atmosférou planety.

Jelikož TOI-1231 b tráví tolik času před svou hvězdou ve srovnání s ostatními planetami TESS, lépe se na to podívají mise jako JWST.

Nejen oběžná doba planety z ní však dělá ideální cíl. Pomáhá také jeho velikost ve vztahu k jeho hvězdě. Protože je hvězda tak malá, planeta blokuje více svého světla, než kdyby planeta a hvězda byly více podobné Zemi a Slunci. „V jistém smyslu to vytváří větší stín na povrchu hvězdy, což usnadňuje a zpřístupňuje detekci planet kolem M trpaslíků,“ uvádí se v tiskové zprávě.

Článek popisující objev TOI 1321-b s názvem TOI-1231 b: mírná planeta o velikosti Neptunu procházející nedalekým M3 Dwarf NLTT 24399. Hlavní autorkou je Jennifer Burtová, vědecká pracovnice NASA v Jet Propulsion Laboratory. Článek bude publikován v The Astrophysical Journal, nyní je však uveden na předtiskové webové stránce arxiv.org.

„Ve spolupráci se skupinou významných astronomů rozmístěných po celém světě jsme byli schopni shromáždit data potřebná k charakterizaci hostitelské hvězdy a změřit poloměr a hmotnost planety,“ řekl Burt. tisková zpráva. „Tyto hodnoty nám zase umožnily vypočítat objemovou hustotu planety a předpokládat, z čeho je planeta vyrobena. TOI-1231 b je co do velikosti a hustoty velmi podobný Neptunu, takže věříme, že má podobně velkou plynnou atmosféru.“ . “

Průměr nové planety je asi 3,65krát větší než průměr Země. Má oběžnou dobu 24,26 dne a hmotnost asi 15,5 hmotností Země. Hvězda, kterou obíhá, je trpasličí hvězda ve vzdálenosti asi 90 světelných let v souhvězdí Vely.

Planeta je blíže ke své hvězdě než Země ke slunci. Ale 1321 b má přibližně stejnou teplotu, protože jeho hvězda je mnohem chladnější než slunce. Tato nižší teplota z něj také činí žádoucí objekt pro další studium pomocí JWST a dalších dalekohledů. Jeho rovnovážná teplota je pouze asi 330 K, což z něj činí jednu z nejchladnějších planet k dispozici pro studium atmosféry. Pro srovnání je průměrná teplota Země asi 288 K a superhorký Jupiter může dosáhnout 2700 K, teplejší než mnoho hvězd.

„TOI-1231 b je jednou z mála dalších planet, které známe ve stejné velikosti a teplotním rozsahu, takže budoucí pozorování této nové planety nám umožní určit, jak se kolem těchto planet tvoří běžné (nebo vzácné) vodní mraky,“ Burt řekl.

Kromě toho, že je žádoucí, aby byl cílem, má vysokou systémovou radiální rychlost. Astronomové jsou tím obzvláště nadšení, protože by to mohlo umožnit pozorování atomů vodíku s nízkou rychlostí uniknout z atmosféry. Vlastnosti a vztah TOI-1231 b k jeho hvězdě jsou podobné jako u jiné hvězdy zvané GJ-436 a její planety GJ-436 b. GJ-436 b je proslulý svým únikem z atmosféry, takže astronomové věří, že nově objevená exoplaneta zažije také atmosférický únik, i když mnohem nižší rychlostí než GJ-436 b. Vodík je nejpravděpodobnější příčinou úniku, ale je obtížné ho vidět kvůli přítomnosti mezihvězdného plynu. Ale TOI-1232 b se velmi rychle vzdaluje od Země, což výrazně zvyšuje viditelnost vodíku.

Diana Dragomir je jedním ze spoluautorů příspěvku. „Nízká hustota TOI-1231 b naznačuje, že je obklopena spíše velkou atmosférou než skalnatou planetou. Složení a rozsah této atmosféry však není znám!“ Uvedl Dragomir ve stejné tiskové zprávě. TOI-1231 b může mít velkou vodíkovou nebo vodíkovou a heliovou atmosféru nebo hustší atmosféru vodní páry. Slunce a jak se formují. Na tyto otázky začnou odpovídat nadcházející pozorování HST a JWST slibuje komplexnější pohled na atmosféru planety. “

Bude chvíli trvat, než bude JWST moci trénovat své senzory na nově objevené exoplanetě, i když bude brzy vypuštěn vesmírný dalekohled (™). Ale Hubble je připraven jít. Jeden z mnoha autorů ve skutečnosti plánuje monitorovat TOI-1231 b později tento měsíc.

Všechny tyto objevy exoplanet nám ukazují širokou rozmanitost nalezenou v jiných solárních systémech. Ve srovnání se Zemí existují alespoň některé cizí planety. Ale tohle je spíše Země než všechny horké Jupitery, které jsme našli, a i když je to stále jiné, mohlo by nás to alespoň něco naučit o naší sluneční soustavě a planetách tam venku.

„Jedním z nejzajímavějších poznatků posledních dvou desetiletí vědy o exoplanetách je podle Burta to, že zatím žádný z nových planetárních systémů, které jsme objevili, nebyl podobný naší vlastní sluneční soustavě. „Je plná planet o velikosti Země a Neptunu na mnohem kratších drahách než Merkur, takže nemáme žádné místní příklady, s nimiž bychom to mohli srovnávat. Tato nová planeta, kterou jsme objevili, je stále divná – ale je to o krok blíže jsou něco jako naše sousední planety. Ve srovnání s většinou dosud objevených tranzitujících planet, které často mají extrémní teploty několik stovek nebo tisíců stupňů, TOI-1231 b pozitivně mrzne. “

Více: