Podczas badania dwóch egzoplanet w jasnym, pobliskim układzie gwiezdnym, należący do ESA satelita Cheops nieoczekiwanie zauważył trzecią znaną planetę tego układu przecinającą tarczę gwiazdy.
Ten tranzyt ujawnia ekscytujące szczegóły na temat rzadkiej planety "bez znanego odpowiednika", mówią naukowcy.
Odkrycie jest jednym z pierwszych wyników pracy należącego do ESA satelity Cheops (CHaracterising ExOPlanet Satellite) i pierwszym przypadkiem, gdy egzoplaneta o okresie ponad 100 dni została zauważona jako tranzytująca gwiazdę, która jest wystarczająco jasna, aby być widoczna gołym okiem.
Nazwana Nu2 Lupi, ta jasna, podobna do Słońca gwiazda znajduje się niespełna 50 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Lupus (Wilk). W 2019 roku, High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) w 3,6-metrowym teleskopie ESO w Chile odkrył w tym układzie trzy egzoplanety (nazwane "b", "c" i "d", z gwiazdą uznaną za obiekt "A") o masach pomiędzy masami Ziemi i Neptuna oraz orbitach trwających 11,6, 27,6 i 107,6 dnia. Dwie najbardziej wewnętrzne z tych planet - b i c - zostały później odkryte jako tranzytujące Nu2 Lupi przez NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), czyniąc ją jedną z trzech gwiazd widocznych gołym okiem, o których wiadomo, że goszczą wiele tranzytujących planet.
"Układy tranzytowe takie jak Nu2 Lupi mają ogromne znaczenie dla naszego zrozumienia jak powstają i ewoluują planety, ponieważ możemy szczegółowo porównać kilka planet wokół tej samej jasnej gwiazdy," mówi Laetitia Delrez z Uniwersytetu w Liège w Belgii, główna autorka nowego odkrycia.
"Postanowiliśmy oprzeć się na poprzednich badaniach Nu2 Lupi i zaobserwować planety b i c przecinające tarczę Nu2 Lupi z Cheopsem, ale podczas tranzytu planety c zauważyliśmy coś niesamowitego: Niespodziewany tranzyt przez planetę 'd', która leży dalej w układzie."
Tranzyty planet stwarzają cenną okazję do badania atmosfery, orbity, rozmiarów i wnętrza planet. Tranzytująca planeta blokuje niewielką, ale wykrywalną część światła swojej gwiazdy, gdy przechodzi przed swoją gwiazdą - i to właśnie ten spadek światła doprowadził Laetitię i kolegów do odkrycia. Ponieważ egzoplanety o długim okresie obiegu krążą tak daleko od swoich gwiazd, szanse na ich dostrzeżenie podczas tranzytu są niewiarygodnie małe, co czyni odkrycie Cheopsa prawdziwą niespodzianką.
Korzystając z wysokiej precyzji Cheopsa, planeta d ma około 2,5 raza większy promień niż Ziemia, potwierdzono, że jej jednokrotne okrążenie gwiazdy zajmie nieco ponad 107 dni, a korzystając z archiwalnych obserwacji z naziemnych teleskopów, stwierdzono, że ma masę 8,8 raza większą niż Ziemia.
"Ilość promieniowania gwiazdowego docierającego do planety d jest również łagodna w porównaniu do wielu innych odkrytych egzoplanet; w naszym Układzie Słonecznym Nu2 Lupi d orbitowałaby pomiędzy Merkurym a Wenus," dodaje współautor David Ehrenreich z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii. "W połączeniu z jej jasną gwiazdą macierzystą, długim okresem orbitalnym i przydatnością do dalszych badań, czyni to planetę d niezwykle ekscytującą - jest to wyjątkowy obiekt bez znanego odpowiednika i z pewnością będzie złotym celem przyszłych badań."
Większość długookresowych tranzytujących egzoplanet odkrytych do tej pory została znaleziona wokół gwiazd, które są zbyt słabe, aby umożliwić szczegółowe obserwacje, co oznacza, że niewiele wiadomo o właściwościach ich planet. Nu2 Lupi jest jednak na tyle jasna, że może być atrakcyjnym celem dla innych potężnych teleskopów znajdujących się w przestrzeni kosmicznej - takich jak NASA/ESA Hubble Space Telescope czy nadchodzący NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope - lub dużych obserwatoriów naziemnych.
"Biorąc pod uwagę jej ogólne właściwości i orbitę, czyni to planetę d wyjątkowo korzystnym celem do badania egzoplanet z atmosferą o łagodnej temperaturze wokół gwiazdy podobnej do Słońca" - mówi Laetitia.
Łącząc nowe dane z Cheopsa z archiwalnymi danymi z innych obserwatoriów, naukowcy byli w stanie dokładnie określić średnią gęstość wszystkich znanych planet Nu2 Lupi i określić ich możliwy skład.
Stwierdzili, że planeta b jest głównie skalista, podczas gdy planety c i d wydają się zawierać duże ilości wody otoczone gazowymi otoczkami wodoru i helu. W rzeczywistości planety c i d zawierają o wiele więcej wody niż Ziemia: Jedna czwarta masy każdej z planet składa się z wody, w porównaniu z mniej niż 0,1% dla Ziemi. Woda ta nie jest jednak w stanie ciekłym, lecz przybiera postać lodu pod wysokim ciśnieniem lub pary wodnej o wysokiej temperaturze.
"Chociaż żadna z tych planet nie nadaje się do zamieszkania, ich różnorodność sprawia, że system ten jest jeszcze bardziej ekscytujący i stanowi wspaniałą perspektywę dla badania, jak te ciała formują się i zmieniają w czasie" - mówi Kate Isaak, naukowiec projektu ESA Cheops. "Istnieje również potencjał do poszukiwania pierścieni lub księżyców w systemie Nu2 Lupi, ponieważ wyjątkowa precyzja i stabilność Cheopsa może pozwolić na wykrycie ciał o rozmiarach zbliżonych do Marsa".
Cheops został zaprojektowany do zbierania ultra-wysokiej precyzji danych o poszczególnych gwiazdach, o których wiadomo, że mogą gościć planety, zamiast przeczesywać bardziej ogólnie w poszukiwaniu możliwych egzoplanet wokół wielu gwiazd - i to skupienie i precyzja okazują się wyjątkowo przydatne w zrozumieniu systemów gwiezdnych wokół nas.
"Te ekscytujące wyniki po raz kolejny pokazują ogromny potencjał Cheopsa," dodaje Kate. "Cheops pozwoli nam nie tylko lepiej zrozumieć znane egzoplanety, jak pokazano w tym i innych wczesnych wynikach misji, ale także odkryć nowe i ujawnić
**Source
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz