Αστρονόμοι ανακάλυψαν ηλιακό σύστημα κοντά σε έξι πλανήτες με «αρχική διαμόρφωση»

By | November 30, 2023

Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα για συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές ανακαλύψεις και πολλά άλλα.

Οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν δύο διαφορετικούς δορυφόρους ανίχνευσης εξωπλανητών για να λύσουν ένα κοσμικό μυστήριο και να αποκαλύψουν μια σπάνια οικογένεια έξι πλανητών που βρίσκονται περίπου 100 έτη φωτός από τη Γη. Η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ξεκλειδώσουν τα μυστικά του σχηματισμού των πλανητών.

Οι έξι εξωπλανήτες περιφέρονται γύρω από ένα φωτεινό αστέρι που μοιάζει με Ήλιο που ονομάζεται HD110067, που βρίσκεται στον αστερισμό της Βερενίκης Κώμα στον βόρειο ουρανό. Μεγαλύτεροι από τη Γη αλλά μικρότεροι από τον Ποσειδώνα, οι πλανήτες ανήκουν σε μια ελάχιστα κατανοητή κατηγορία που ονομάζεται υπο-Ποσειδώνας, που συνήθως βρίσκονται σε τροχιά γύρω από αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο στον Γαλαξία μας. Και οι πλανήτες, με την ετικέτα σάκος, περιστρέφονται γύρω από το αστέρι σε έναν ουράνιο χορό γνωστό ως τροχιακό συντονισμό.

Υπάρχουν ευδιάκριτα μοτίβα καθώς οι πλανήτες ολοκληρώνουν τις τροχιές τους και ασκούν βαρυτικές δυνάμεις ο ένας στον άλλο, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο περιοδικό Nature. Για κάθε έξι τροχιές που ολοκληρώνονται από τον πλανήτη b, τον πλησιέστερο πλανήτη στο αστέρι, ο εξώτατος πλανήτης g συμπληρώνει μία.

Ενώ ο πλανήτης c κάνει τρεις τροχιές γύρω από το αστέρι, ο πλανήτης d κάνει δύο, και όταν ο πλανήτης e συμπληρώσει τέσσερις τροχιές, ο πλανήτης f κάνει τρεις.

Αυτός ο αρμονικός ρυθμός δημιουργεί μια συντονισμένη αλυσίδα, με τους έξι πλανήτες να ευθυγραμμίζονται κάθε λίγες τροχιές.

Αυτό που κάνει αυτή την πλανητική οικογένεια μια ασυνήθιστη ανακάλυψη είναι ότι λίγα έχουν αλλάξει από τότε που σχηματίστηκε το σύστημα πριν από περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και η αποκάλυψη θα μπορούσε να ρίξει φως στην εξέλιξη των πλανητών και την προέλευση των κυρίαρχων υπο-Ποσειδώνων στον γαλαξία μας. Χριστούγεννα .

Ανίχνευση μυστηρίου

Οι ερευνητές παρατήρησαν για πρώτη φορά το αστρικό σύστημα το 2020, όταν ο Transiting Exoplanet Survey Satellite της NASA, ή TESS, εντόπισε βυθίσεις στη φωτεινότητα του HD110067. Μια βουτιά στο αστρικό φως υποδηλώνει συχνά την παρουσία ενός πλανήτη που διέρχεται μεταξύ του αστέρα-ξενιστή του και ενός δορυφόρου παρατήρησης καθώς ο πλανήτης ταξιδεύει κατά μήκος της τροχιακής του διαδρομής. Η ανίχνευση αυτών των πτώσεων στη φωτεινότητα, γνωστή ως μέθοδος διέλευσης, είναι μία από τις κύριες στρατηγικές που χρησιμοποιούν οι επιστήμονες για την αναγνώριση εξωπλανητών μέσω επίγειων και διαστημικών τηλεσκοπίων.

Οι αστρονόμοι προσδιόρισαν τις περιόδους τροχιάς δύο πλανητών γύρω από το αστέρι από τα δεδομένα του 2020. Δύο χρόνια αργότερα, το TESS παρατήρησε ξανά το αστέρι και τα στοιχεία πρότειναν διαφορετικές περιόδους τροχιάς για αυτούς τους πλανήτες.

Όταν τα σύνολα δεδομένων δεν ταίριαζαν, ο αστρονόμος και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Rafael Luque και ορισμένοι από τους συναδέλφους του αποφάσισαν να ρίξουν μια άλλη ματιά στο αστέρι χρησιμοποιώντας έναν διαφορετικό δορυφόρο – τον ​​δορυφόρο ExOPlanet ή Cheops της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας. Ενώ το TESS χρησιμοποιείται για την παρατήρηση κλασμάτων του νυχτερινού ουρανού σε σύντομες παρατηρήσεις, ο Χέοπας παρατηρεί ένα αστέρι τη φορά.

Η εικονογράφηση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει τον Χέοπα σε τροχιά γύρω από τη Γη καθώς αναζητά εξωπλανήτες.  - Εργαστήριο μέσων ESA/ATG

Η εικονογράφηση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει τον Χέοπα σε τροχιά γύρω από τη Γη καθώς αναζητά εξωπλανήτες. – Εργαστήριο μέσων ESA/ATG

«Ψάξαμε για σήματα μεταξύ όλων των πιθανών περιόδων που θα μπορούσαν να έχουν αυτοί οι πλανήτες», είπε ο Luque, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο τμήμα αστρονομίας και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο.

Τα δεδομένα που συνέλεξε ο Cheops βοήθησαν την ομάδα να λύσει την «ντετέκτιβ ιστορία» που ξεκίνησε από την TESS, είπε. Ο Χέοπας κατάφερε να προσδιορίσει την παρουσία ενός τρίτου πλανήτη στο σύστημα, ο οποίος ήταν καθοριστικός για την επιβεβαίωση των περιόδων τροχιάς των άλλων δύο πλανητών, καθώς και τον ρυθμικό συντονισμό τους.

Καθώς η ομάδα συνέκρινε τα υπόλοιπα ανεξήγητα δεδομένα του TESS με τις παρατηρήσεις του Χέοπα, ανακάλυψαν τους άλλους τρεις πλανήτες σε τροχιά γύρω από το αστέρι. Οι επακόλουθες παρατηρήσεις με επίγεια τηλεσκόπια επιβεβαίωσαν την παρουσία των πλανητών.

Ο αφιερωμένος χρόνος του Χέοπα στην παρατήρηση του αστέρα βοήθησε τους αστρονόμους να ξεχωρίσουν τα μικτά σήματα στα δεδομένα του TESS για να προσδιορίσουν πόσοι πλανήτες διέσχισαν μπροστά από το αστέρι και τον συντονισμό των τροχιών τους.

«Ο Χέοπς μας έδωσε αυτή την ηχηρή διαμόρφωση που μας επέτρεψε να προβλέψουμε όλες τις άλλες περιόδους. Χωρίς αυτόν τον εντοπισμό από τον Cheops, θα ήταν αδύνατο», είπε ο Luque.

Ο πλησιέστερος πλανήτης χρειάζεται λίγο περισσότερες από εννέα γήινες ημέρες για να ολοκληρώσει μια τροχιά γύρω από το αστέρι και ο πιο απομακρυσμένος χρειάζεται περίπου 55 ημέρες. Όλοι οι πλανήτες έχουν ταχύτερες περιστροφές γύρω από το άστρο τους από τον Ερμή, ο οποίος χρειάζεται 88 ημέρες για να ολοκληρώσει μια περιστροφή γύρω από τον Ήλιο.

Δεδομένου του πόσο κοντά βρίσκονται στο HD110067, οι πλανήτες έχουν πιθανώς εντυπωσιακές μέσες θερμοκρασίες παρόμοιες με τον Ερμή και την Αφροδίτη, που κυμαίνονται μεταξύ 332 βαθμών Φαρενάιτ και 980 βαθμών Φαρενάιτ (167 βαθμοί Κελσίου και 527 βαθμοί Κελσίου).

Γιατί ο πλανητικός ρυθμός είναι σημαντικός

Ο σχηματισμός πλανητικών συστημάτων, όπως το δικό μας ηλιακό σύστημα, μπορεί να είναι μια βίαιη διαδικασία. Αν και οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι πλανήτες τείνουν να σχηματίζονται αρχικά σε συντονισμό γύρω από αστέρια, η βαρυτική επιρροή μεγάλων πλανητών, μια απόξεση με ένα διερχόμενο αστέρι ή μια σύγκρουση με άλλο ουράνιο σώμα μπορεί να διαταράξει την αρμονική ισορροπία.

Τα περισσότερα πλανητικά συστήματα δεν έχουν συντονισμό και αυτά με πολλούς πλανήτες που έχουν διατηρήσει τις πρώιμες ρυθμικές τροχιές τους είναι σπάνια, γι’ αυτό οι αστρονόμοι θέλουν να μελετήσουν το HD110067 και τους πλανήτες του λεπτομερώς ως ένα «σπάνιο απολίθωμα», είπε ο Luque.

«Πιστεύουμε ότι μόνο περίπου το ένα τοις εκατό όλων των συστημάτων παραμένει σε απήχηση», δήλωσε ο Luque σε μια δήλωση. «Μας δείχνει την αρχική διαμόρφωση ενός πλανητικού συστήματος που επέζησε ανέγγιχτο».

Η ανακάλυψη είναι η δεύτερη φορά που ο Χέοπας βοήθησε στην αποκάλυψη ενός πλανητικού συστήματος με τροχιακό συντονισμό. Το πρώτο, γνωστό ως TOI-178, ανακοινώθηκε το 2021.

«Όπως αναφέρει η επιστημονική μας ομάδα: Ο Χέοπας κάνει τις αξιοσημείωτες ανακαλύψεις να φαίνονται συνηθισμένες. Από μόνο τρία γνωστά συστήματα συντονισμού έξι πλανητών, αυτό είναι τώρα το δεύτερο που βρέθηκε από τον Cheops και σε μόλις τρία χρόνια λειτουργίας», δήλωσε ο Maximilian Günther, επιστήμονας του προγράμματος Cheops της ESA.

Ένας τέλειος στόχος παρατήρησης

Το σύστημα θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει πώς σχηματίζονται οι υπο-Ποσειδώνες, είπαν οι συγγραφείς της μελέτης.

Αν και οι υπο-Ποσειδώνες είναι συνηθισμένοι στον Γαλαξία μας, δεν υπάρχουν στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Και υπάρχει ελάχιστη συμφωνία μεταξύ των αστρονόμων σχετικά με το πώς σχηματίζονται αυτοί οι πλανήτες και από τι αποτελούνται – έτσι ένα πλήρες σύστημα που αποτελείται από υπο-Ποσειδώνες θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να προσδιορίσουν περισσότερα για την προέλευσή τους, είπε ο Luque.

Πολλοί εξωπλανήτες έχουν βρεθεί σε τροχιά γύρω από νάνους αστέρες που είναι πολύ ψυχρότεροι και μικρότεροι από τον Ήλιο μας, όπως το περίφημο σύστημα TRAPPIST-1 και οι επτά πλανήτες του, που ανακοινώθηκαν το 2017. Αν και το σύστημα TRAPPIST-1 έχει επίσης μια συντονισμένη αλυσίδα, η αδυναμία του ο οικοδεσπότης δυσκολεύει τις παρατηρήσεις.

Αλλά το HD110067, το οποίο έχει 80% μάζα όσο ο Ήλιος μας, είναι το λαμπρότερο γνωστό αστέρι με περισσότερους από τέσσερις πλανήτες σε τροχιά, επομένως η παρατήρηση του συστήματος είναι πολύ πιο εύκολη.

Οι αρχικές ανιχνεύσεις των μαζών των πλανητών υποδηλώνουν ότι ορισμένοι από αυτούς έχουν διογκωμένες, πλούσιες σε υδρογόνο ατμόσφαιρες, καθιστώντας τους ιδανικούς στόχους μελέτης για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Καθώς το αστρικό φως φιλτράρει τις ατμόσφαιρες των πλανητών, το Webb μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της σύνθεσης κάθε κόσμου.

«Οι υπο-Ποσειδώνας πλανήτες στο σύστημα HD110067 φαίνεται να έχουν μικρές μάζες, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να είναι πλούσιοι σε αέριο ή νερό. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις, για παράδειγμα με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, αυτών των πλανητικών ατμοσφαιρών θα μπορούσαν να καθορίσουν εάν οι πλανήτες έχουν βραχώδεις ή πλούσιες σε νερό εσωτερικές δομές», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Jo Ann Egger, φοιτήτρια διδάκτορα στην αστροφυσική στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης. . , στην Ελβετία. σε δήλωση.

Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία από το CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *