Nowe planety pozasłoneczne - 2023 rok

[Slavin]

TESS odkrywa drugą planetę skalistą w osobliwym układzie planetarnym.

Kosmiczny poszukiwacz planet pozaziemskich TESS podczas obserwacji otoczenia gwiazdy TOI 700 odkrył planetę przypominającą Ziemię w ekosferze tejże gwiazdy. Jakby tego było mało planeta najprawdopodobniej jest skalista i ma średnicę rzędu 95 proc. średnicy Ziemi.

Planeta TOI 700 e – bo takie oznaczenie otrzymała – jest już czwartą planetą krążącą wokół TOI 700. Planeta oznaczona literą “d” także znajduje się w ekosferze gwiazdy. Teoretycznie, czysto teoretycznie, na powierzchni obu tych planet może zatem znajdować się woda w stanie ciekłym. To akurat święty Graal poszukiwaczy planet. Takie warunki zawsze dają jakąś nadzieję na to, że na powierzchni planety mogą istnieć warunki sprzyjające powstaniu życia, a przynajmniej takiego, jakie znamy z naszej własnej planety.



Wyniki obserwacji i parametry planety zodtały właśnie zaprezentowane podczas 241 spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego odbywającego się w ostatnich dniach w Seattle. Artykuł naukowy opisujący odkrycie został natomiast zaakceptowany do publikacji w periodyku Astrophysical Journal Letters.

Musi być przecież jakiś minus!
No i jest. Gwiazda TOI 700 to mały chłodny karzeł oddalony od nas o około 100 lat świetlnych w kierunku gwiazdozbioru Złotej Ryby. Skoro gwiazda jest mała, to i ekosfera tejże gwiazdy znajduje się stosunkowo blisko samej gwiazdy. W tym przypadku planeta TOI 700 d znajduje się na orbicie, na której pełne okrążenie gwiazdy zajmuje jej zaledwie 37 dni. To z kolei oznacza, że powierzchnia planety wystawiona jest na potężne rozbłyski, do których zazwyczaj dochodzi na powierzchni czerwonych karłów. Takie rozbłyski natomiast mogą sterylizować powierzchnię niszcząc silnym strumieniem promieniowania wszelkie życie, które mogłoby tam powstać.

Jeszcze gorzej mają planety takie jak TOI 700 b. Ta akurat planeta, choć rozmiarami też przypomina Ziemię, okrąża planetę w ciągu 10 dni. Jej siostra TOI 700 c, dwa razy większa od Ziemi, potrzebuje na ten sam wyczyn 16 dni. Obie planety najprawdopodobniej zwrócone są w stronę swojej gwiazdy cały czas tą samą stroną.

Nowo odkryta planeta – TOI 700 e – odkryta rok po powyższej trójce potrzebuje na okrążenie swojej gwiazdy 28 dni.

To dopiero początek badania tego układu. Naukowcy zaprzęgli już kolejne teleskopy kosmiczne i naziemne do obserwacji tego układu. Być może zatem uda się pozyskać bardziej szczegółowe dane, które mogłyby nam powiedzieć nieco więcej o tych fascynujących globach.

Edit: Link do YT!

[Orionid]

Poprzednie wątki:

2022: - Cały rok
2021: - Cały rok
2020: - Cały rok
2019: - Cały rok
2018: - IV kwartał - II kwartał - I kwartał
2017: - IV kwartał - IV kwartał - III kwartał - I kwartał
2016: - IV kwartał - III kwartał - II kwartał - I kwartał
2015: - IV kwartał - III kwartał -  II kwartał - I kwartał 
2014: - III kwartał - II kwartał - I kwartał
2013: - IV kwartał - III kwartał - II kwartał - I kwartał
2012: - IV kwartał - III kwartał - II kwartał - I kwartał
2011: - IV kwartał - III kwartał - II kwartał - I kwartał
2010: - IV kwartał - III kwartał

[Orionid]

2023 mar 21 17:00 Kosmonauta.net

Przegląd nowych egzoplanet (marzec 2023)
Zapraszamy do przeglądu nowych odkryć planet pozasłonecznych, o których poinformowano od końca stycznia do połowy marca 2023

https://kosmonauta.net/2023/03/przeglad-nowych-egzoplanet/

13 marca 2023 roku lista pozasłonecznych układów planetarnych zawierała 5336 “obcych światów” w 3934 układach planetarnych.

Pierwsze egzoplanety 2023 roku
24 STYCZNIA 2023
https://kosmonauta.net/2023/01/pierwsze-egzoplanety-2023-roku/

17 marca dodano kolejnych 13 egzoplanet:

TOI-5205 b
HD 169142 b
GJ 463 b
TIC 279401253 b
TIC 279401253 c
TOI-181 b
TOI-1811 b
TOI-2145 b
TOI-2152 b
TOI-2154 b
TOI-2497 b
Kepler-1976 b
OGLE-2018-BLG-0799L b

Status TOI-561 f został zaktualizowany do False Positive Planet.
https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu/docs/exonews_archive.html
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_exoplanets_discovered_in_2023

2) Odkryta egzoplaneta LP 791-18 d, która jest wielkości Ziemi może być wulkaniczna
NASA’s Spitzer, TESS Find Potentially Volcano-Covered Earth-Size World
May 17, 2023

“LP 791-18 d is tidally locked, which means the same side constantly faces its star,” said Björn Benneke, a co-author and astronomy professor at iREx who planned and supervised the study. “The day side would probably be too hot for liquid water to exist on the surface. But the amount of volcanic activity we suspect occurs all over the planet could sustain an atmosphere, which may allow water to condense on the night side.”

LP 791-18 d orbits a small red dwarf star about 90 light-years away in the southern constellation Crater. The team estimates it’s only slightly larger and more massive than Earth.

Astronomers already knew about two other worlds in the system before this discovery, called LP 791-18 b and c. The inner planet b is about 20% bigger than Earth. The outer planet c is about 2.5 times Earth’s size and more than seven times its mass.

During each orbit, planets d and c pass very close to each other. Each close pass by the more massive planet c produces a gravitational tug on planet d, making its orbit somewhat elliptical. On this elliptical path, planet d is slightly deformed every time it goes around the star. These deformations can create enough internal friction to substantially heat the planet’s interior and produce volcanic activity at its surface. Jupiter and some of its moons affect Io in a similar way.

Planet d sits on the inner edge of the habitable zone, the traditional range of distances from a star where scientists hypothesize liquid water could exist on a planet’s surface. If the planet is as geologically active as the research team suspects, it could maintain an atmosphere. Temperatures could drop enough on the planet’s night side for water to condense on the surface.

Planet c has already been approved for observing time on the James Webb Space Telescope, and the team thinks planet d is also an exceptional candidate for atmospheric studies by the mission.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-spitzer-tess-find-potentially-volcano-covered-earth-size-world

3) Znaleziono planetę z najdłuższym okresem orbitalnym spośród odkrytych przez obserwatorium TESS
03.09.2023

Większość spośród odkrytych planet pozasłonecznych ma okresy orbitalne krótsze niż 50 dni. Na tym tle wyróżnia się najnowsze odkrycie dokonane dzięki analizie danych z kosmicznego obserwatorium TESS. Planeta potrzebuje ponad 480 dni na obiegnięcie swojej gwiazdy – informuje amerykański Massachusetts Institute of Technology (MIT).
https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C98174%2Cznaleziono-planete-z-najdluzszym-okresem-orbitalnym-sposrod-odkrytych-przez

[Slavin]

Znaleziono dwie egzoplanety w ekosferze pobliskiej gwiazdy.



Dwie egzoplanety zostały znalezione przez TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) podczas ich przejścia przez tarczę swojej macierzystej gwiazdy TOI-2095, która znajduje się około 137 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.

Jako czerwony karzeł TOI-2095 doświadcza gwałtownych wybuchów promieniowania ultrafioletowego i rentgenowskiego. Promieniowanie to może całkowicie zniszczyć atmosfery planet krążących w pobliżu. W rezultacie naukowcy nie są pewni, czy planety znajdujące się w ekosferze czerwonego karła są rzeczywiście gościnne dla życia podobnego do ziemskiego. To sprawia, że dwie planety, TOI-2095 b i TOI-2095 c, będą źródłem dalszych badań astronomów.

Zespół odpowiedzialny za odkrycie zwrócił uwagę, że stosunkowo długie okresy orbitalne tych dwóch planet mogą dostarczyć kluczowych danych, które pomogą rzucić światło na procesy kształtujące skład małych planet krążących wokół czerwonych karłów. Według naukowców planety te prawdopodobnie mają temperaturę powierzchniową od 24 do 74 stopni Celsjusza. Badania będą kontynuowane poprzez wykonanie precyzyjnych pomiarów ich prędkości radialnych. Korzystając z tych pomiarów, naukowcy będą mogli dokładniej oszacować masę TOI-2095 b i TOI-2095 c, co pozwoli na określenie gęstości planet. Mogłoby to pomóc w odpowiedzi na pytanie, czy te dwie planety zdołały utrzymać swoje atmosfery.

Odkrycie tych dwóch egzoplanet dowodzi możliwości misji NASA TESS. Od czasu jej uruchomienia w kwietniu 2018 r. satelita znalazł około 330 potwierdzonych egzoplanet, a także ponad 6400 kandydatów, którzy czekają na dalsze badania lub analizy.

https://www.space.com/super-earth-exoplanets-nearby-red-dwarf-tess

Edit: korekta wielkości obrazka

[Slavin]

Astronomowie odkryli świat wielkości Ziemi potencjalnie pokryty wulkanami.

Na ilustracji: Wizja artystyczna egzoplanety LP 791-18 d, wielkości Ziemi, oddalonej od nas o około 90 lat świetlnych. Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda, NASA/Chris Smith (KRBwyle)


Międzynarodowy zespół naukowców odkrył egzoplanetę wielkości Ziemi, która może być pokryta wulkanami. Planeta nazwana LP 791-18 d, może doświadczać wybuchów wulkanicznych tak często, jak księżyc Jowisza Io, najbardziej aktywne wulkanicznie ciało w naszym Układzie Słonecznym. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature.

LP 791-18 d krąży wokół czerwonego karła oddalonego od nas o około 90 lat świetlnych w konstelacji Pucharu. Zespół szacuje, że egzoplaneta jest tylko nieznacznie większa i masywniejsza od Ziemi. Przed tym odkryciem astronomowie wiedzieli już o dwóch innych światach w tym układzie, nazwanych LP 791-18 b i c. Wewnętrzna planeta b jest o około 20% większa od Ziemi. Zewnętrzna planeta c jest około 2,5 razy większa od Ziemi i ma prawie dziesięć razy większą masę.

Podczas każdego obiegu planety d i c przechodzą bardzo blisko siebie. Każde bliskie przejście masywniejszej planety c powoduje grawitacyjne przyciąganie planety d, czyniąc jej orbitę nieco eliptyczną. Na tej eliptycznej ścieżce planeta d jest nieznacznie deformowana za każdym razem, gdy okrąża gwiazdę. Odkształcenia te mogą powodować tarcie wewnętrzne wystarczające do znacznego ogrzania wnętrza planety i wywołania aktywności wulkanicznej na jej powierzchni. Jowisz i niektóre z jego księżyców wpływają na Io w podobny sposób – powiedział Merrin Peterson, doktorant na Uniwersytecie w Montrealu (UdeM), który kierował badaniami.

Planeta d znajduje się na wewnętrznej krawędzi strefy zdatnej do zamieszkania, tradycyjnego zakresu odległości od gwiazdy, w którym przypuszcza się, że na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym. Jeżeli planeta jest tak aktywna geologicznie, jak podejrzewa zespół, może utrzymać atmosferę. Temperatury po nocnej stronie planety mogłyby spaść na tyle, by woda mogła skroplić się na jej powierzchni.

LP 791-18 d jest zablokowana pływowo, co oznacza, że jest ciągle zwrócona tą samą stroną do swojej gwiazdy – wyjaśnia Björn Benneke, naukowiec z UdeM, który współprowadził badania. Strona dzienna byłaby prawdopodobnie zbyt gorąca, by na jej powierzchni mogła istnieć woda w stanie ciekłym. Jednak ilość aktywności wulkanicznej, którą podejrzewamy, że występuje na całej planecie, może podtrzymywać atmosferę, co może pozwolić na kondensację wody po stronie nocnej.

To badanie jest bardzo odkrywcze, ponieważ jednym z głównych pytań w astrobiologii, dziedzinie, która szeroko bada pochodzenie życia na Ziemi i poza nią, jest to, czy aktywność tektoniczna lub wulkaniczna jest niezbędna do życia – powiedział Felipe Murgas, badacz z IAC i współautor artykułu. Oprócz potencjalnego zapewnienia atmosfery, procesy te mogą powodować wyrzucanie materiałów, które w przeciwnym razie opadłyby i zostały uwięzione w skorupie, w tym tych, które uważamy za ważne dla życia, takich jak węgiel, dodaje Enric Pallé, badacz z IAC, który również uczestniczył w badaniu.

Naukowcy odkryli i zbadali planetę, wykorzystując dane z satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) i Kosmicznego Teleskopu Spitzera, a także zestawu naziemnych obserwatoriów, w tym MuSCAT2 zainstalowanego na Teleskopie Carlosa Sancheza w Obserwatorium Teide (Teneryfa). Przeprowadzone przez Spitzera obserwacje układu były jednymi z ostatnich, jakie satelita wykonał przed wycofaniem go z eksploatacji w styczniu 2020 roku. Planeta c została już zatwierdzona do obserwacji przez Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, a zespół oczekuje, że planeta d będzie wyjątkowym kandydatem do badań atmosfery przez misję.

https://www.iac.es/en/outreach/news/astronomers-find-earth-sized-world-potentially-covered-volcanoes

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05934-8

Edit: korekta szerokości obrazka.

[Slavin]

Na liście egzoplanet Keplera odkryto układ siedmiu planet.

Na ilustracji: Wizja artystyczna przedstawiająca dwie z siedmiu odkrytych planet krążących wokół gwiazdy podobnej do Słońca. Układ nazwany Kepler-385 został zidentyfikowany na podstawie danych z misji Kepler. Źródło: NASA/Daniel Rutter




W danych z misji Kepler odkryto układ planetarny złożony z siedmiu egzoplanet większych od Ziemi, krążących wokół gwiazdy podobnej do Słońca.

Układ siedmiu gorących planet został odkryty dzięki dalszym badaniom danych z wycofanego już z użytku Kosmicznego Teleskopu Keplera. Każda z tych planet otrzymuje większą ilość ciepła od swojej gwiazdy macierzystej na jednostkę powierzchni niż jakakolwiek planeta w naszym Układzie Słonecznym. W przeciwieństwie do naszych bezpośrednich sąsiadów, wszystkie siedem planet w tym układzie, nazwanym Kepler-385, jest większych od Ziemi, ale mniejszych od Neptuna. Jest to jeden z niewielu znanych układów planetarnych zawierających więcej niż sześć zweryfikowanych planet lub kandydatów na planety. Układ Kepler-385 jest jednym z najważniejszych odkryć w nowym katalogu Keplera, który zawiera prawie 4400 kandydatów na egzoplanety, w tym ponad 700 układów planetarnych.

Stworzyliśmy najdokładniejszą do tej pory listę kandydatów na planety Keplera i ich właściwości – powiedział Jack Lissauer, badacz z NASA Ames Research Center w Dolinie Krzemowej w Kalifornii i główny autor artykułu przedstawiającego nowy katalog. Misja Keplera odkryła większość znanych egzoplanet, a nowy katalog umożliwi astronomom lepsze poznanie ich cech charakterystycznych.

W centrum układu Kepler-385 znajduje się gwiazda, która jest około 10% większa i 5% gorętsza od Słońca. Dwie wewnętrzne planety, obie nieco większe od Ziemi, są prawdopodobnie skaliste i mogą posiadać cienkie atmosfery. Pozostałe pięć planet jest większych, każda o promieniu około dwa razy większym niż promień Ziemi, i przypuszcza się, że są otoczone gęstą atmosferą.

Zdolność do tak szczegółowego opisu właściwości układu Kepler-385 jest dowodem na jakość tego nowego katalogu egzoplanet. Podczas gdy poprzednie katalogi misji Kepler skupiały się na tworzeniu linii zoptymalizowanych pod kątem pomiaru częstości występowania planet wokół innych gwiazd, to badanie skupia się na stworzeniu kompleksowej listy, która dostarcza precyzyjnych informacji o każdym z tych układów, umożliwiając odkrycia takie jak Kepler-385.

Nowy katalog wykorzystuje ulepszone pomiary właściwości gwiazd i precyzyjnie oblicza trajektorię każdej planety tranzytującej przed jej gwiazdą macierzystą. Ta kombinacja pokazuje, że gdy gwiazda jest gospodarzem kilku planet tranzytujących, zazwyczaj mają one bardziej eliptyczne orbity niż w przypadku, gdy gwiazda jest gospodarzem tylko jednej lub dwóch planet.

Podstawowe obserwacje Keplera zakończyły się w 2013 roku, po których nastąpiła rozszerzona misja teleskopu, znana jako K2, trwająca do 2018 roku. Dane zebrane przez Keplera nadal odkrywają nowe tajemnice naszej Galaktyki. Po tym, jak misja ujawniła nam, że istnieje więcej planet niż gwiazd, nowe badania rysują bardziej szczegółowy obraz każdej z tych planet i ich układów macierzystych, dając nam lepsze zrozumienie wielu światów poza naszym Układem Słonecznym.

https://www.nasa.gov/general/scorching-seven-planet-system-revealed-by-new-kepler-exoplanet-list/

https://arxiv.org/abs/2311.00238

Edit: Zawęziłem wstawiony obrazek!

[Slavin]

To się nazywa nietypowy układ planetarny! Nijak nie przypomina Układu Słonecznego.



Od ponad 30 lat astronomowie regularnie odkrywają nowe planety. Na początku tej epoki odkrycie każdej było sensacją. Nowe globy we wszechświecie powoli nam uświadamiały, że żyjemy we wszechświecie, w którym planety nie są rzadkością, ale są wszędzie, gdzie tylko spojrzymy. Teraz już odkrycie nawet 100 nowych planet nie jest na tyle sensacyjne, aby informacja ta przebiła się do głównych mediów. Uwagę zwracają jedynie układy planetarne, które wyróżniają się czymś nietypowym. No i właśnie taki układ planetarny został opisany w najnowszym artykule naukowym.

Teraz astronomowie odkryli dowody na istnienie egzoplanety w dysku otaczającym układ podwójny (dwie gwiazdy krążące wokół wspólnego środka masy). Niezwykłą rzeczą w tym odkryciu jest to, że dysk ma konfigurację polarną. Oznacza to, że egzoplaneta porusza się wokół swojej gwiazdy podwójnej po orbicie okołobiegunowej i jest to pierwsza taka planeta, którą udało się odkryć.

AC Herculis (AC Her) to gwiazda podwójna odległa od nas o około 4200 lat świetlnych. Główna gwiazda jest dobrze zbadana, podczas gdy jej partner jest niewidoczny. Układ ten posiada biegunowy dysk pyłowo-gazowy. Już to sprawia, że to ciekawy układ, choć takich układów już kilka znamy. To, co jest nowe w tym przypadku, to planeta krążąca w tym dysku wokół układu podwójnego po orbicie biegunowej.

„Badamy geometrię postasymptotycznego podwójnego układu gwiazd (AGB) AC Her i otaczającego go dysku. Pokazujemy, że obserwacje opisują orbitę układu podwójnego prostopadłą do dysku” – piszą autorzy najnowszego artykułu naukowego opisującego ten układ. Astronomowie wyjaśniają, że dysk znajduje się blisko stabilnego ułożenia biegunowego i ma duży promień wewnętrzny. „Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem bardzo dużego wewnętrznego promienia pyłu jest planeta znajdująca się w tym dysku”.

Dysk okołopodwójny ma charakterystyczną szczelinę, która sygnalizuje obecność planety.

Wnioski są niepewne i częściowo wynikają z rozmiaru dysku i wnęki, w której znajdują się gwiazdy. W dysku okołobiegunowym działają różne siły, które kształtują otwór, w którym znajdują się obie gwiazdy. „Rozmiar wnęki okołopodwójnego dysku gazowego zależy od odległości między dwiema gwiazdami układu podwójnego, jego ekscentryczności i nachylenia dysku względem orbity układu podwójnego” – wyjaśniają naukowcy.

W układzie okołobiegunowym luka taka w środku układu powinna być mała. „Wielkość wnęki jest zatem ważną cechą diagnostyczną nachylenia dysku względem orbity gwiazd układu podwójnego” – piszą. Dysk w orientacji polarnej może rozciągać się do 1,6 jednostki astronomicznej, zanim zacznie się wnęka gwiazdowa. To duża wnęka pyłowa, a jej rozmiary potwierdzają istnienie egzoplanety.

„Polarna konfiguracja dysku w AC Her nie pomaga wyjaśnić dużej wnęki pyłowej, ponieważ dysk ustawiony w jednej linii ma mniejszy rozmiar wnęki niż dysk ułożony w tej samej płaszczyźnie co orbity gwiazd układu podwójnego” – wyjaśnia Martin i jej współpracownicy. „Najlepszym zatem wyjaśnieniem pozostaje obecność planety w dysku. Dlatego jest to pierwszy dowód na istnienie planety krążącej po orbicie okołobiegunowej wokół układu podwójnego”.

Tworzenie się planet w dysku jest takie samo niezależnie od tego, czy dysk jest współpłaszczyznowy, czy okołobiegunowy. Ale w systemie AC Her istnieje dodatkowy czynnik. Gwiazda pierwotna jest gwiazdą post-AGB, co oznacza, że opuściła już ciąg główny i przeszła przez fazę czerwonego olbrzyma. W tej fazie gwiazda rozszerza się obszernie, rozdzierając pobliskie planety na strzępy i zwiastując ich zagładę. Zatem ta planeta może być egzoplanetą drugiej generacji, odtworzoną z gruzu zniszczonych planet pierwszej generacji.

Dysk otaczający ten układ podwójny nie jest dokładnie okołobiegunowy. Dysk polarny jest nachylony pod kątem 90° do płaszczyzny orbity układu podwójnego, ale ten jest odchylony tylko o 9%. „To pierwszy zaobserwowany polarny dysk okołopodwójny wokół gwiazdy post-AGB” – piszą autorzy. Wewnętrzna krawędź dysku pyłowego znajduje się dalej, niż powinna, co jest kolejną oznaką obecności egzoplanety.

Należy zauważyć, że nie jest to gwiazda ciągu głównego i że astronomowie nigdy nie widzieli polarnej planety krążącej wokół gwiazd spoza ciągu głównego. „Jest to zatem pierwszy obserwacyjny dowód na istnienie planety krążącej po orbicie biegunowej wokół układu podwójnego” – zauważają autorzy.

Ta planeta znajduje się w dysku okołopodwójnym, a nie w żadnym z dysków okołogwiazdowych. Dysk okołopodwójny w rzeczywistości dostarcza materię do dysków okołogwiazdowych wewnątrz wnęki gwiazdowej, która może stać się paliwem do dalszego formowania się planet. Kiedy jednak polarny dysk okołopodwójny dostarcza materię do polarnych dysków okołogwiazdowych, układ taki może być niestabilny. Ostatecznie polarny dysk okołogwiazdowy może stać się współpłaszczyznowy.

Układ AC Her nie jest pierwszą gwiazdą podwójną z dyskiem polarnym. Pierwszą ogłoszono w 2019 roku wokół gwiazdy HD 98800. Przy czym HD 98800 to tak naprawdę gwiazda poczwórna zawierająca parę gwiazd podwójnych.

Jednak jako pierwszy polarny dysk podwójny, w którym znajduje się prawdopodobna egzoplaneta, ten niezwykły układ aż prosi się o dokładniejsze zbadanie.

Edit: zawęziłem obrazek

[Slavin]

Naukowcy odkryli niezwykły układ sześciu egzoplanet.

Na ilustracji: Wizja artystyczna układu sześciu nowo odkrytych planet krążących w rezonansie ze swoją gwiazdą. Źródło: Roger Thibaut (NCCR PlanetS)


Badania prowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców, w tym przez astronoma z UMK w Toruniu, mogą nam ujawnić proces formowania się planet.

Odkryto rzadki widok w pobliskim układzie gwiezdnym: sześć planet krążących wokół gwiazdy centralnej w rytmicznym takcie, który nie zmienił się od momentu powstania miliardy lat temu.

Ten unikalny przypadek „zsynchronizowanej” blokady grawitacyjnej może dostarczyć dogłębnego wglądu w proces powstawania i ewolucji planet.

W badaniach opublikowanych w czasopiśmie Nature brali udział naukowcy z Chile, Meksyku, Francji, Niemiec, Włoch, Portugalii, Hiszpanii, Szwecji, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, USA oraz z Polski: z Instytutu Astronomii na Wydziale Fizyki, Astronomii i Informatyki Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu.

Odkrycie to stanie się układem wzorcowym do badania, w jaki sposób pod-Neptuny, najczęstszy typ planet poza Układem Słonecznym, formują się, ewoluują, z czego są zbudowane i czy mają odpowiednie warunki do wspierania istnienia ciekłej wody na swoich powierzchniach – powiedział Rafael Luque z Uniwersytetu Chicago.

Rzadki rezonans
Sześć planet krąży wokół gwiazdy o nazwie HD110067, która znajduje się w odległości około 100 lat świetlnych w konstelacji Warkocza Bereniki.

W 2020 roku satelita Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) wykrył spadki jasności gwiazdy, co wskazywało na przejścia planet przed tarczą gwiazdy. Naukowcy połączyli dane z satelitów TESS i CHaracterising ExOPlanet Satellite (Cheops), a następnie przeanalizowali je, co doprowadziło do odkrycia pierwszej w swoim rodzaju konfiguracji planetarnej.

Chociaż układy planetarne składające się z wielu planet są powszechne w naszej Galaktyce, te o ciasnym układzie grawitacyjnym, znane jako „rezonanse”, są obserwowane przez astronomów znacznie rzadziej.

W tym przypadku planeta znajdująca się najbliżej gwiazdy wykonuje trzy okrążenia wokół gwiazdy na każde dwa okrążenia następnej planety (tzw. rezonans 3:2) – ten wzorzec powtarza się wśród czterech najbliższych planet. W przypadku najbardziej oddalonych planet, wzorzec czterech okrążeń na każde trzy okrążenia następnej planety (rezonans 4:3) powtarza się dwukrotnie.

Te rezonansowe orbity są trwałe jak skała: planety najprawdopodobniej wykonują ten sam rytmiczny taniec od czasu powstania układu miliardy lat temu, zgodnie z wypowiedzią naukowców.

Historie formowania
Układy planetarne o rezonansowych orbitach są niezwykle istotne, ponieważ dostarczają astronomom informacji na temat formowania się i późniejszej ewolucji układu planetarnego. Planety krążące wokół gwiazd mają tendencję do tworzenia się w rezonansie, lecz łatwo mogą ulec zakłóceniom. Na przykład bardzo masywna planeta, bliskie spotkanie z przechodzącą gwiazdą lub olbrzymie uderzenie może zakłócić delikatną równowagę. W rezultacie wiele znanych astronomom układów planetarnych nie znajduje się w rezonansie, ale wydaje się być wystarczająco bliskich, że kiedyś mogły być w rezonansie. Niemniej jednak układy planetarne zachowujące rezonans są rzadkością.

Uważamy, że tylko około 1% wszystkich układów pozostaje w rezonansie, a jeszcze mniej wykazuje łańcuch planet w takiej konfiguracji – powiedział Luque. Dlatego HD110067 jest wyjątkowy i zachęca do dalszych badań: Przedstawia nam nienaruszoną konfigurację układu planetarnego, który przetrwał nietknięty.

Aby jeszcze dokładniej zrozumieć, jak ten układ się uformował, konieczne będą bardziej precyzyjne pomiary mas i orbit tych planet.


Rzadko spotykana rodzina sześciu egzoplanet, odkryta w ramach misji Cheops. Planety są mniejsze niż Neptun i okrążają gwiazdę HD110067 w bardzo precyzyjnym „rytmie”. W czasie, gdy planeta najbliższa gwiazdy robi trzy pełne obroty – druga robi dwa. Taki ruch nazywa się rezonansem 3:2. Sześć planet tworzy łańcuch rezonansowy o wartościach wynoszących w poszczególnych parach 3:2, 3:2, 3:2, 4:3 i 4:3. Cheops potwierdził czas potrzebny trzeciej planecie na wykonanie jednego obrotu, co było kluczem do ustalenia rytmu całego układu. To już drugi rezonujący układ planetarny, badany za pomocą Cheopsa. Pierwszy nazywa się TOI-178, źródło: ESA

https://news.uchicago.edu/story/scientists-discover-rare-6-planet-system-moves-strange-synchrony

https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C99584%2Csatelita-cheops-odkryl-niezwykly-system-planet.html

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06692-3

[Slavin]

Katalog egzoplanet ponownie się powiększył. Tym razem do spisu dołączył nowy ciepły jowisz.



Międzynarodowy zespół astronomów poinformował właśnie o odkryciu nowej egzoplanety krążącej wokół gwiazdy podobnej do Słońca. Tym razem udało się odkryć tzw. ciepłego jowisza. Planeta skatalogowana pod numerem TOI-4515 b. Wszystko wskazuje na to, że mamy w tym przypadku do czynienia z planetą o rozmiarach zbliżonych do rozmiarów Jowisza, ale o masie dwukrotnie od niego większej.

Kosmiczne obserwatorium TESS monitoruje aktualnie około 200 000 najjaśniejszych gwiazd znajdujących się w naszym bezpośrednim otoczeniu. Celem tych obserwacji jest wychwytywanie delikatnych spadków ich jasności, co mogłoby wskazywać na to, że na tle ich tarcz przechodzą krążące wokół nich planety. TESS ma zresztą spore doświadczenie w tym względzie, bowiem w ciągu kilku lat pracy odkrył już 7000 potencjalnych planet, z których ponad 400 zostało już potwierdzonych.

W odróżnieniu od gorących jowiszów, z ciepłymi jowiszami mamy do czynienia wtedy, gdy odkryty gazowy olbrzym okrąża swoją gwiazdę macierzystą w czasie od 10 do 200 dni. Stanowią one nie lada wyzwanie dla astronomów, bowiem stosunkowo ciężko odkryć ich tranzyt na tle tarczy gwiazdy, a także wykryć sygnał podczas pomiarów prędkości radialnych gwiazdy macierzystej.

Badacze pracujący pod kierownictwem Ilarii Carleo z Uniwersytetu La Laguna w Hiszpanii poinformowali w artykule naukowym opublikowanym na serwerze preprintów arXiv o odkryciu nowego ciepłego jowisza krążącego wokół gwiazdy TOI-4515. Planeta okrąża swoją gwiazdę w ciągu 15,26 dnia, a cały układ znajduje się około 632 lat świetlnych od Ziemi.

Tranzyt wykryty przez TESS teraz został potwierdzony także pomiarami prędkości radialnych wykonanymi za pomocą spektrografu HARPS-N zainstalowanego na Teleskopie Galileo w obserwatorium na Wyspach Kanaryjskich.

TOI-4515 b ma promień 1,09 promienia Jowisza, a jej masa wynosi w przybliżeniu 2,01 masy Jowisza, co daje gęstość około 1,95 g/cm3. Okrążenie swojej planety macierzystej po ekscentrycznej orbicie (o ekscentryczności 0,46) w odległości prawie 0,12 jednostki astronomicznej zajmuje tej planecie 15 dni i sześć godzin. Warto zwrócić uwagę, że mamy tutaj masywną planetę gazową, która oddalona jest od swojej gwiazdy o zaledwie 18 milionów kilometrów. Dla porównania Merkury, pierwsza planeta od Słońca zbliża się do naszej Gwiazdy Dziennej maksymalnie na 47 milionów kilometrów.

Gwiazda centralna układu TOI-4515 jest cztery razy młodsza od Słońca. Jej wiek szacuje się na około 1,2 miliarda lat. Sama gwiazda ma 0,875 promienia Słońca, a jej masa wynosi 0,92 masy Słońca.

Warto tutaj zwrócić uwagę na to, że orbita nowo odkrytej planety jest bardzo eliptyczna. To może wskazywać na to, że w tym konkretnym układzie planetarnym mogło w przeszłości dochodzić do zderzeń planet, które spowodowały wysłanie gazowego olbrzyma w bezpośrednie otoczenie gwiazdy. Tak duża gazowa planeta o tak dużej gęstości nie mogłaby bowiem powstać tak blisko młodej i intensywnie świecącej gwiazdy.

Edit: Zmiana szerokości obrazka

[Slavin]

Odkryto planetę zbyt dużą w stosunku do jej słońca.

Na ilustracji: Wizja artystyczna możliwego widoku z planety LHS 3154b w stronę jej małomasywnej gwiazdy macierzystej. Źródło: Penn State / Penn State. CC


Według naukowców odkrycie nadmiernie masywnej planety względem gwiazdy kwestionuje dotychczasowe rozumienie procesów formowania planet i ich układów słonecznych.

W artykule opublikowanym 30 listopada 2023 roku w czasopiśmie Science, naukowcy donoszą o odkryciu planety o masie ponad 13 razy większej od Ziemi, krążącej wokół skrajnie chłodnej gwiazdy LHS 3154, która jest dziewięć razy mniej masywna niż Słońce. Stosunek masy nowo odkrytej planety do jej gwiazdy macierzystej jest ponad 100 razy większy niż w przypadku Ziemi i Słońca.

Odkrycie ujawnia najbardziej masywną znaną egzoplanetę na bliskiej orbicie wokół skrajnie chłodnego czerwonego karła, który należy do klasy najmniej masywnych i najzimniejszych gwiazd we Wszechświecie. To odkrycie kwestionuje obecne teorie dotyczące formowania się planet wokół małych gwiazd i stanowi pierwszy przypadek, w którym planeta o tak dużej masie została zaobserwowana wokół gwiazdy o tak niskiej masie.

To odkrycie naprawdę pokazuje, jak niewiele wiemy o Wszechświecie – powiedział Suvrath Mahadevan, profesor astronomii i astrofizyki Verne M. Willaman w Penn State i współautor artykułu. Nie spodziewaliśmy się istnienia tak ciężkiej planety wokół gwiazdy o tak niskiej masie.

Wyjaśnił, że gwiazdy powstają z dużych obłoków gazu i pyłu. Po uformowaniu się gwiazdy, gaz i pył pozostają jako dyski materii krążące wokół nowo narodzonej gwiazdy, które ostatecznie mogą przekształcić się w planety.

Dysk protoplanetarny wokół małomasywnej gwiazdy LHS 3154 nie powinien mieć wystarczającej masy stałej, aby utworzyć tę planetę – powiedział Mahadevan. Ale ona tam jest, więc teraz musimy ponownie przeanalizować nasze rozumienie tego, jak powstają planety i gwiazdy.

Naukowcy zauważyli ponadwymiarową planetę, nazwaną LHS 3154b, za pomocą spektrografu astronomicznego HPF (Habitable Zone Planet Finder) zbudowanego w Penn State przez zespół Mahadevana. Ten instrument został zaprojektowany do wykrywania planet krążących wokół najchłodniejszych gwiazd poza naszym Układem Słonecznym, na których powierzchniach może znajdować się woda w stanie ciekłym – kluczowy składnik życia.

Podczas gdy takie planety są bardzo trudne do wykrycia wokół gwiazd podobnych do naszego Słońca, niska temperatura skrajnie chłodnych gwiazd oznacza, że planety zdolne do posiadania na swojej powierzchni ciekłej wody znajdują się znacznie bliżej swojej gwiazdy w porównaniu do Ziemi i Słońca. Ta mniejsza odległość między planetami i ich gwiazdami, w połączeniu z niską masą skrajnie chłodnych gwiazd, skutkuje wykrywalnym sygnałem zapowiadającym obecność planety – wyjaśnił Mahadevan.

Pomyśl o tym, jakby gwiazda była ogniskiem. Im bardziej ogień się ochładza, tym bardziej musisz się do niego zbliżyć, aby się ogrzać – powiedział Mahadevan. To samo dotyczy planet. Jeżeli gwiazda jest chłodniejsza, to planeta musi się znajdować bliżej tej gwiazdy, jeżeli ma być wystarczająco ciepła, aby utrzymać ciekłą wodę. Jeżeli planeta ma wystarczająco bliską orbitę względem swojej skrajnie chłodnej gwiazdy, możemy ją wykryć, obserwując bardzo subtelną zmianę widma gwiazdy, gdy jest ona ciągnięta przez orbitującą planetę.

Opierając się na bieżących pracach badawczych z HPF i innych instrumentów, obiekt taki jak ten, który odkryliśmy, jest prawdopodobnie niezwykle rzadki, więc wykrycie go było naprawdę ekscytujące – powiedziała Megan Delamer, studentka astronomii w Penn State i współautorka artykułu. Nasze obecne teorie powstawania planet mają trudności z uwzględnieniem tego, co widzimy.

W przypadku odkrytej masywnej planety krążącej wokół gwiazdy LHS 3254, ciężkie jądro planetarne wywnioskowane na podstawie pomiarów zespołu wymagałoby większej ilości stałego materiału w dysku protoplanetarnym niż przewidywałyby obecne modele, wyjaśnia Delamer. Odkrycie to rodzi również pytania dotyczące wcześniejszego rozumienia formowania się gwiazd. Stosunek masy do pyłu i pyłu do gazu w dysku otaczającym gwiazdy, takiej jak LSH 3154, gdy były one młode i dopiero co uformowane, musiałby być 10 razy wyższy niż zaobserwowany, aby uformować planetę o tak dużej masie jak ta odkryta przez zespół.

To, co odkryliśmy, stanowi ekstremalny test dla wszystkich istniejących teorii powstawania planet – powiedział Mahadevan. Dokładnie po to zbudowaliśmy HPF, aby odkryć, w jaki sposób najczęstsze gwiazdy w naszej Galaktyce tworzą planety – i znaleźć te planety.



https://www.psu.edu/news/research/story/discovery-planet-too-big-its-sun-throws-solar-system-formation-models/

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo0233



Edit: Korekta szerokości obrazów

[Slavin]

Dwa nowe układy planetarne gwiazd podobnych do Słońca.

Na ilustracji: Mały panel w lewym górnym rogu przedstawia teleskop kosmiczny TESS, odpowiedzialny za pierwszą identyfikację egzoplanet TOI-2141b i TOI-1736b. Obraz w tle to zdjęcie obserwatorium OHP z kopułą 1,93-metrowego teleskopu, w którym zainstalowany jest instrument SOPHIE, odpowiedzialny za wykrycie i scharakteryzowanie egzoplanet TOI-2141b, TOI-1736b i TOI-1736c. (Eder Martioli)




Opublikowane 15 grudnia wyniki badań wskazują na odkrycie dwóch nowych układów planetarnych krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca. Czy i nowe planety są podobne do tych krążących w naszym układzie?

Badaniem kierowali dr Eder Martioli, badacz w Laboratório Nacional de Astrofísica (LNA/MCTI) i Institut d'astrophysique de Paris (IAP), oraz dr Guillaume Hébrard z IAP. Obserwacje umożliwiające wykrycie obu układów, noszących nazwy TOI-1736 i TOI-2141, zostały przeprowadzone przy użyciu należącego do NASA teleskopu kosmicznego TESS oraz spektrografu SOPHIE zainstalowanego na 1,93-metrowym teleskopie w Observatoire de Haute-Provence (OHP) w południowej Francji, widocznym na ilustracji.

Odkrycia pierwszej egzoplanety krążącej wokół gwiazdy podobnej do Słońca, 51 Pegasi b, dokonano w 1995 roku przy użyciu tego samego 1,93-metrowego teleskopu w OHP. Znalezisko skutkowało Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki dla astronomów Michela Mayora i Didiera Queloza, a także zapoczątkowało rewolucję w naszym rozumieniu układów planetarnych we Wszechświecie (choć nie należy zapominać, że pierwsze w historii planety pozasłoneczne odkrył już kilka lat wcześniej Polak, profesor Wolszczan). Dziś znamy już ponad 5 500 egzoplanet, a liczba ta rośnie z dnia na dzień. Odkrycia takich obiektów stwarzają okazję do zbadania zjawiska powstawania planet wokół gwiazd oraz różnorodności cech fizycznych występujących w różnych ich układach i konfiguracjach. Układy planetarne takie jak nowo odkryte nie tylko poszerzają naszą wiedzę na temat powstawania i ewolucji planet wokół gwiazd podobnych do Słońca, ale także umożliwiają bardziej precyzyjne pomiary właściwości fizycznych tych planet dzięki wykorzystaniu podobieństw między ich gwiazdami macierzystymi a Słońcem.

Jednym z wniosków wyciągniętych po odkryciu pierwszej egzoplanety gwiazdy typu słonecznego było to, że Układ Słoneczny nie jest wyjątkowy i nie obejmuje wszystkich możliwych typów planet. Na przykład, planeta 51 Pegasi b jest wielkości Jowisza, ale krąży znacznie bliżej swojej gwiazdy niż jakakolwiek planeta w Układzie Słonecznym, przez co została nazwana (jest to także nazwa całej klasy egzoplanet) tzw. gorącym Jowiszem. Inne powszechne typy planet w układach egzoplanetarnych obejmują super-Ziemie i mini-Neptuny, których również na próżno szukać Układzie Słonecznym.

Kolejne istotne odkrycie było takie, że bardzo różne gwiazdy mogą posiadać planety. Zarówno małe i duże, bardzo gorące i chłodne. Jednak rodzaj gwiazdy może wpływać na intensywność powstawania niektórych typów planet. Praca zespołu Edera Martioli koncentrowała się na badaniu dwóch gwiazd bardzo podobnych do Słońca. Obie mają planety typu mini-Neptun, a jedna z nich również super-Jowisza. Żadna z tych planet nie ma swojego odpowiednika w Układzie Słonecznym. Omawiane badania pozwoliły natomiast na głębsze zrozumienie obecności planet o odmiennych cechach i ich ewolucji w otoczeniu zbliżonym do naszego Słońca.

Pierwszy z odkrytych układów, TOI-2141, składa się z gwiazdy znajdującej się w odległości 250 lat świetlnych od nas, o rozmiarach niemal identycznych i wieku nieznacznie bardziej zaawansowanym niż Słońce. Jej skład chemiczny wykazuje również niedobór cięższych pierwiastków w porównaniu ze Słońcem. Ilość tych pierwiastków jest ważnym czynnikiem w procesie formowania się planet.

Planeta TOI-2141b została wykryta przy użyciu metody tranzytów, zgodnie z którą planeta przechodzi przed tarczą gwiazdy, powodując jej niewielkie i okresowe zaćmienia, co umożliwia jej wykrycie poprzez uważne monitorowanie zmian jasności gwiazdy. TOI-2141b ma średnicę trzykrotnie większą i masę około 24 razy większą od Ziemi, co klasyfikuje ją jako mini-Neptun. Okrąża swoją gwiazdę co 18,26 dnia, utrzymując odległość zaledwie 13% odległości między Ziemią a Słońcem. Możliwe było oszacowanie, że na planecie panuje temperatura rzędu 450°C. Jej gęstość sugeruje z kolei obecność skalistego jądra i atmosfery z dużą ilością wody, aczkolwiek wyłącznie w postaci gazowej ze względu na wysokie temperatury. Nie zidentyfikowano żadnych innych planet w tym układzie, ale nie można wykluczyć możliwości znalezienia tam kolejnych, mniejszych planet ze względu na obecne ograniczenia metod obserwacji.

Drugi z odkrytych układów, TOI-1736, okazał się bardziej egzotyczny. Jego główna gwiazda znajduje się w odległości 290 lat świetlnych i jest bardzo podobna do Słońca, zwłaszcza pod względem temperatury i wieku. Jest od niego zaledwie 15% większa i wykazuje nieco wyższą koncentrację cięższych pierwiastków chemicznych. Podczas badań odkryto, że układ TOI-1736 ma także gwiazdę towarzyszącą, mniejszą i chłodniejszą, co tym samym czyni go gwiazdowym układem podwójnym. Chłodniejsza gwiazda jest jednak wystarczająco odległa, aby uniknąć ingerencji w układ planetarny, który porusza się wyłącznie wokół głównej gwiazdy podobnej do Słońca. W układzie tym wykryto co najmniej dwie planety.

Pierwsza, TOI-1736b, jest również mini-Neptunem, o średnicy 2,5 razy większej i masie 13 razy większej niż masa Ziemi. Krąży w odległości wynoszącej jedynie 7% odległości między Ziemią a Słońcem, ukańczając swoją orbitę co 7,1 dnia. Ze względu na tę bliskość gwiazdy planeta otrzymuje znacznie więcej ciepła i promieniowania, co skutkuje temperaturą szacowaną nawet na 800°C.

Druga planeta, TOI-1736c, ma z kolei masę... 2800 razy większa od masy Ziemi i jest prawie dziewięć razy większa od Jowisza. Przy takich rozmiarach jest klasyfikowana jako super-Jowisz. Niewiele brakowało, by stała się gwiazdą. Jej okres orbitalny to aż 570 dni. Krąży zaledwie około 30% dalej niż średnia odległość między Ziemią a Słońcem, i co ciekawe, znajduje się w strefie zamieszkiwalnej gwiazdy TOI-1736 (strefa ta jest definiowana jako obszar wokół gwiazdy o odpowiedniej temperaturze, aby umożliwić istnienie ciekłej wody na powierzchni planety). TOI-1736c jest prawdopodobnie gazowym olbrzymem podobnym do Jowisza, więc nie należy oczekiwać, że będzie miała stałą powierzchnię jak Ziemia. Jeśli jednak przypadkiem planeta ta posiada choć jeden księżyc, wówczas takie ciało stałe może mieć atmosferę, potencjalnie umożliwiając obecność wody w stanie ciekłym i, być może nawet nadaje się do zamieszkania.

Obserwacje gwiazdy TOI-1736 ujawniły też oznaki możliwej trzeciej planety krążącej w większej odległości, co jednak wymaga dalszego, długoterminowego monitorowania w celu potwierdzenia. Zespół kontynuuje zatem obserwacje TOI-1736 za pomocą spektrografu SOPHIE w OHP, mając nadzieję, że wkrótce uda się zebrać więcej informacji o tej gwieździe, tak podobnej do Słońca, a goszczącej tak zróżnicowany układ planetarny.

https://phys.org/news/2023-12-discovery-planetary-sun-like-stars.html

Edit: Korekta obrazów