Obrovská našuchorená planéta obiehajúca okolo chladného červeného trpaslíka

Umelecký dojem z veľmi tenkej plynnej obrej planéty obiehajúcej okolo červeného trpaslíka. Obrovská plynná vonkajšia planéta [right] Hustota marshmallows zistená na obežnej dráhe okolo chladného červeného trpaslíka [left] pomocou nástroja NEID Radial Velocity Instrument financovaného NASA na 3,5-metrovom ďalekohľade WIYN na Národnom observatóriu Kitt Peak, program NSF NOIRLab. Planéta s názvom TOI-3757 b je najtenšia plynná obrovská planéta, aká bola kedy objavená okolo tohto typu hviezdy. Poďakovanie: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani

To pomáha určiť ďalekohľad Kitt Peak Telescope National Observatory[{“ attribute=““>Jupiter-like Planet is the lowest-density gas giant ever detected around a red dwarf.

A gas giant exoplanet with the density of a marshmallow has been detected in orbit around a cool red dwarf star. A suite of astronomical instruments was used to make the observations, including the NASA-funded NEID radial-velocity instrument on the WIYN 3.5-meter Telescope at Kitt Peak National Observatory, a Program of NSF’s NOIRLab. Named TOI-3757 b, the exoplanet is the fluffiest gas giant planet ever discovered around this type of star.

Using the WIYN 3.5-meter Telescope at Kitt Peak National Observatory in Arizona, astronomers have observed an unusual Jupiter-like planet in orbit around a cool red dwarf star. Located in the constellation of Auriga the Charioteer around 580 light-years from Earth, this planet, identified as TOI-3757 b, is the lowest-density planet ever detected around a red dwarf star and is estimated to have an average density akin to that of a marshmallow.

Red dwarf stars are the smallest and dimmest members of so-called main-sequence stars — stars that convert hydrogen into helium in their cores at a steady rate. Although they are “cool” compared to stars like our Sun, red dwarf stars can be extremely active and erupt with powerful flares. This can strip orbiting planets of their atmospheres, making this star system a seemingly inhospitable location to form such a gossamer planet.

READ  NASA a SpaceX zastavili štart Dragonu, aby študovali problém s hydrazínom

Shubham Kanodia, výskumník v Carnegie Institution for Science’s Earth and Planetary Laboratory a prvý autor článku publikovaného v r. Astrologická žurnalistikado. Doteraz to videli len malé vzorky dopplerovských prieskumov, ktoré zvyčajne našli obrie planéty ďaleko od týchto červených trpaslíkov. Doteraz sme nemali dostatočne veľkú vzorku planét, aby sme mohli robustným spôsobom nájsť blízke plynné planéty.“

Okolo TOI-3757 b sú stále nevysvetlené záhady, medzi ktorými je hlavná otázka, ako by sa okolo červeného trpaslíka, najmä planéty s nízkou hustotou, mohla sformovať plynná obrovská planéta. Tím Kanodia však verí, že môžu mať na túto záhadu riešenie.

Teleskop WIYN 3,5m

Zdá sa, že 3,5-metrový ďalekohľad Wisconsin-Indiana-Yale-Noirlab (WIYN) zo Zeme z Národného observatória Kit Peak (KPNO), programu NSF NOIRLab, pozoruje Mliečnu dráhu, keď sa vylieva z obzoru. Červenkasté atmosferické odlesky, prírodný úkaz, sfarbujú aj horizont. KPNO sa nachádza v arizonskej Sonorskej púšti v národe Tohono O’odham a tento jasný pohľad na časť roviny Mliečnej dráhy ukazuje priaznivé podmienky v tomto prostredí potrebné na pozorovanie slabých nebeských telies. Tieto podmienky, medzi ktoré patrí nízka úroveň svetelného znečistenia, o 20 stupňov tmavšia obloha a suché počasie, umožnili výskumníkom z konzorcia WIYN pokračovať v pozorovaní galaxií, hmlovín a exoplanét, ako aj mnohých ďalších astronomických cieľov pomocou WIYN 3.5. -metrový ďalekohľad a jeho sestra, WIYN 0,9-metrový ďalekohľad. Kredit: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. Sparks

Naznačujú, že extrémne nízka hustota TOI-3757 b by mohla byť výsledkom dvoch faktorov. Prvý sa týka skalnatého jadra planéty; Predpokladá sa, že plynní obri začínajú ako masívne skalnaté jadrá s hmotnosťou približne desaťkrát väčšou ako Zem, v tomto bode rýchlo nasávajú veľké množstvo blízkeho plynu, aby vytvorili plynných obrov, ktorých dnes vidíme. TOI-3757b má nižší výskyt ťažkých prvkov ako iní trpaslíci M s plynnými obrami a to mohlo mať za následok pomalšie vytváranie skalného jadra, čím sa oddialil začiatok akumulácie plynu a tým sa ovplyvnila celková hustota planéty.

READ  Tieto príznaky vakcíny COVID môžu pochádzať z vášho mozgu, nie z vakcíny

Druhým faktorom môže byť obežná dráha planéty, o ktorej sa predbežne predpokladá, že je mierne eliptická. Sú chvíle, keď sa dostane bližšie k svojej hviezde ako inokedy, čo má za následok značné nadmerné zahrievanie, ktoré môže spôsobiť nafúknutie atmosféry planéty.

Tranzitný satelit NASA pre prieskum exoplanét ([{“ attribute=““>TESS) initially spotted the planet. Kanodia’s team then made follow-up observations using ground-based instruments, including NEID and NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager), both housed at the WIYN 3.5-meter Telescope; the Habitable-zone Planet Finder (HPF) on the Hobby-Eberly Telescope; and the Red Buttes Observatory (RBO) in Wyoming.

TESS surveyed the crossing of this planet TOI-3757 b in front of its star, which allowed astronomers to calculate the planet’s diameter to be about 150,000 kilometers (100,000 miles) or about just slightly larger than that of Jupiter. The planet finishes one complete orbit around its host star in just 3.5 days, 25 times less than the closest planet in our Solar System — Mercury — which takes about 88 days to do so.

The astronomers then used NEID and HPF to measure the star’s apparent motion along the line of sight, also known as its radial velocity. These measurements provided the planet’s mass, which was calculated to be about one-quarter that of Jupiter, or about 85 times the mass of the Earth. Knowing the size and the mass allowed Kanodia’s team to calculate TOI-3757 b’s average density as being 0.27 grams per cubic centimeter (about 17 grams per cubic feet), which would make it less than half the density of Saturn (the lowest-density planet in the Solar System), about one quarter the density of water (meaning it would float if placed in a giant bathtub filled with water), or in fact, similar in density to a marshmallow.

READ  Daj sa zaočkovať a relaxuj. Zdá sa, že raz môžeme všetci dostať COVID

“Potential future observations of the atmosphere of this planet using NASA’s new James Webb Space Telescope could help shed light on its puffy nature,” says Jessica Libby-Roberts, a postdoctoral researcher at Pennsylvania State University and the second author on this paper.

“Finding more such systems with giant planets — which were once theorized to be extremely rare around red dwarfs — is part of our goal to understand how planets form,” says Kanodia.

The discovery highlights the importance of NEID in its ability to confirm some of the candidate exoplanets currently being discovered by NASA’s TESS mission, providing important targets for the new James Webb Space Telescope (JWST) to follow up on and begin characterizing their atmospheres. This will in turn inform astronomers what the planets are made of and how they formed and, for potentially habitable rocky worlds, whether they might be able to support life.

Reference: “TOI-3757 b: A low-density gas giant orbiting a solar-metallicity M dwarf” by Shubham Kanodia, Jessica Libby-Roberts, Caleb I. Cañas, Joe P. Ninan, Suvrath Mahadevan, Gudmundur Stefansson, Andrea S. J. Lin, Sinclaire Jones, Andrew Monson, Brock A. Parker, Henry A. Kobulnicky, Tera N. Swaby, Luke Powers, Corey Beard, Chad F. Bender, Cullen H. Blake, William D. Cochran, Jiayin Dong, Scott A. Diddams, Connor Fredrick, Arvind F. Gupta, Samuel Halverson, Fred Hearty, Sarah E. Logsdon, Andrew J. Metcalf, Michael W. McElwain, Caroline Morley, Jayadev Rajagopal, Lawrence W. Ramsey, Paul Robertson, Arpita Roy, Christian Schwab, Ryan C. Terrien, John Wisniewski and Jason T. Wright, 5 August 2022, The Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c20

Pridaj komentár

Vaša e-mailová adresa nebude zverejnená.