Εγγραφείτε στο επιστημονικό ενημερωτικό δελτίο του CNN στο Wonder Theory. Εξερευνήστε το σύμπαν με νέα σχετικά με συναρπαστικές ανακαλύψεις, επιστημονικές προόδους και πολλά άλλα.
Οι αστρονόμοι έχουν αναπτύξει 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 αποκαλύψουν τα μυστήρια του σχηματισμού πλανητών.
Οι έξι εξωπλανήτες περιφέρονται γύρω από ένα φωτεινό, σαν ήλιο αστέρι που ονομάζεται HD110067, που βρίσκεται στον αστερισμό της Βερενίκης Κώμα στον βόρειο ουρανό. Οι πλανήτες είναι μεγαλύτεροι από τη Γη, αλλά μικρότεροι από τον Ποσειδώνα και ανήκουν σε μια κακώς κατανοητή κατηγορία που ονομάζεται υπο-Ποσειδώνας, που είναι κοινά μεταξύ των αστεριών που μοιάζουν με τον ήλιο στον Γαλαξία μας. Και οι πλανήτες με την ένδειξη b έως g περιστρέφονται γύρω από το αστέρι σε έναν ουράνιο χορό γνωστό ως τροχιακό συντονισμό.
Τα μοτίβα μπορούν να φανούν καθώς οι πλανήτες ολοκληρώνουν τις τροχιές τους και ασκούν βαρυτικές δυνάμεις ο ένας στον άλλον, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη στο περιοδικό Nature. Για κάθε έξι τροχιές που ολοκληρώνει ο πλανήτης b, ο πλησιέστερος στο άστρο πλανήτης, ο εξώτατος πλανήτης g συμπληρώνει μία.
Ενώ ο πλανήτης c κάνει τρεις τροχιές γύρω από το αστέρι, ο πλανήτης d κάνει δύο τροχιές και όταν ο πλανήτης e κάνει τέσσερις τροχιές, ο πλανήτης f κάνει τρεις τροχιές.
Αυτός ο αρμονικός ρυθμός δημιουργεί μια αλυσίδα συντονισμού στην οποία και οι έξι πλανήτες ευθυγραμμίζονται κάθε λίγες τροχιές.
Αυτό που κάνει αυτή την οικογένεια πλανητών ένα ασυνήθιστο εύρημα είναι το γεγονός ότι λίγα έχουν αλλάξει από τότε που σχηματίστηκε το σύστημα πριν από περισσότερα από ένα δισεκατομμύριο χρόνια και η ανακάλυψη ρίχνει φως στην εξέλιξη των πλανητών και την προέλευση των κυρίαρχων υπο-Ποσειδώνων στον γαλαξία μας. μπορούσε να δώσει.
Ανακαλύψτε ένα μυστικό
Οι ερευνητές αντιλήφθηκαν για πρώτη φορά το αστρικό σύστημα το 2020 όταν ο δορυφόρος έρευνας διέλευσης εξωπλανητών της NASA (TESS) εντόπισε βυθίσεις στη φωτεινότητα του HD110067. Η μείωση του αστρικού φωτός υποδηλώνει συχνά την παρουσία ενός πλανήτη που κινείται μεταξύ του αστέρα-ξενιστή του και ενός δορυφόρου παρατήρησης καθώς ο πλανήτης κινείται στην τροχιά του. Η ανίχνευση αυτών των πτώσεων στη φωτεινότητα, γνωστή ως μέθοδος διέλευσης, είναι μία από τις κύριες στρατηγικές των επιστημόνων για τον εντοπισμό εξωπλανητών χρησιμοποιώντας τηλεσκόπια που βασίζονται στο έδαφος και στο διάστημα.
Από αυτά τα δεδομένα από το 2020, οι αστρονόμοι προσδιόρισαν τις περιόδους τροχιάς δύο πλανητών γύρω από το αστέρι. 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 αθροίστηκαν, ο αστρονόμος και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Rafael Luque και ορισμένοι από τους συναδέλφους του αποφάσισαν να ρίξουν μια άλλη ματιά στο αστέρι με έναν διαφορετικό δορυφόρο – τον δορυφόρο ExOPlanet της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας ή τον Cheops. Ενώ το TESS χρησιμοποιείται για σύντομες παρατηρήσεις για την παρατήρηση τμημάτων του νυχτερινού ουρανού, ο Khufu παρατηρεί ένα αστέρι τη φορά.
«Ψαρέψαμε για σήματα μεταξύ όλων των πιθανών περιόδων που θα μπορούσαν να έχουν αυτοί οι πλανήτες», είπε ο Luque, μεταδιδακτορικός ερευνητής 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 Khufu ήταν σε θέση να ανιχνεύσει την παρουσία ενός τρίτου πλανήτη στο σύστημα, ο οποίος ήταν καθοριστικός για την επιβεβαίωση των περιόδων τροχιάς των άλλων δύο πλανητών και του ρυθμικού συντονισμού τους.
Όταν η ομάδα συνδύασε τα υπόλοιπα ανεξήγητα δεδομένα του TESS με τις παρατηρήσεις του Χέοπα, ανακάλυψε τους άλλους τρεις πλανήτες που περιφέρονται γύρω από το αστέρι. Οι επακόλουθες παρατηρήσεις με επίγεια τηλεσκόπια επιβεβαίωσαν την παρουσία των πλανητών.
Ο αφιερωμένος χρόνος που αφιέρωσε ο Χέοπας στην παρατήρηση του αστέρα βοήθησε τους αστρονόμους να εξακριβώσουν τα μικτά σήματα από τα δεδομένα του TESS για να προσδιορίσουν πόσοι πλανήτες διέσχισαν μπροστά από το αστέρι και τι συντονισμό είχαν οι τροχιές τους.
«Ο Χέοπς μας έδωσε αυτή τη διαμόρφωση συντονισμού που μας επέτρεψε να προβλέψουμε όλες τις άλλες περιόδους. Χωρίς αυτή την ανακάλυψη του Khufu, θα ήταν αδύνατο», είπε ο Luque.
Ο πλησιέστερος πλανήτης χρειάζεται λίγο περισσότερες από εννέα γήινες ημέρες για να περιστραφεί γύρω από το αστέρι και ο πιο μακρινός πλανήτης χρειάζεται περίπου 55 ημέρες. Όλοι οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από το αστέρι τους πιο γρήγορα από τον Ερμή, ο οποίος χρειάζεται 88 ημέρες για να ολοκληρώσει μια περιστροφή γύρω από τον ήλιο.
Δεδομένης της εγγύτητάς τους με το HD110067, οι πλανήτες πιθανότατα έχουν μέσες θερμοκρασίες παρόμοιες με τον Ερμή και την Αφροδίτη, που κυμαίνονται από 332 βαθμούς Φαρενάιτ έως 980 βαθμούς Φαρενάιτ (167 βαθμούς Κελσίου και 527 βαθμούς Κελσίου).
Γιατί ο πλανητικός ρυθμός είναι σημαντικός
Ο σχηματισμός πλανητικών συστημάτων, όπως το δικό μας ηλιακό σύστημα, μπορεί να είναι μια βίαιη διαδικασία. Ενώ οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι οι πλανήτες σχηματίζονται αρχικά σε συντονισμό γύρω από αστέρια, η βαρυτική επιρροή μεγάλων πλανητών, μια επαφή με ένα διερχόμενο αστέρι ή μια σύγκρουση με άλλο ουράνιο σώμα μπορεί να διαταράξει την αρμονική ισορροπία.
Τα περισσότερα πλανητικά συστήματα δεν είναι σε συντονισμό και αυτά με πολλούς πλανήτες που έχουν διατηρήσει την αρχική τους ρυθμική τροχιά είναι σπάνια, γι’ αυτό οι αστρονόμοι θέλουν να μελετήσουν το HD110067 και τους πλανήτες του λεπτομερώς ως “σπάνιο απολίθωμα”, είπε ο Luque.
«Υπολογίζουμε ότι μόνο περίπου το ένα τοις εκατό όλων των συστημάτων παραμένει σε συντονισμό», δήλωσε ο Luque σε μια δήλωση. «Μας δείχνει την παρθένα διαμόρφωση ενός πλανητικού συστήματος που έχει παραμείνει ανέγγιχτο».
Η ανακάλυψη σηματοδοτεί τη δεύτερη φορά που ο Khufu συνέβαλε στην ανακάλυψη ενός πλανητικού συστήματος με τροχιακό συντονισμό. Το πρώτο, γνωστό ως TOI-178, ανακοινώθηκε το 2021.
«Όπως το θέτει η επιστημονική μας ομάδα: ο Khufu κάνει τις εξαιρετικές ανακαλύψεις να ακούγονται συνηθισμένες. Από μόνο τρία γνωστά συστήματα συντονισμού έξι πλανητών, αυτό είναι τώρα το δεύτερο που ανακάλυψε ο Cheops και σε μόλις τρία χρόνια λειτουργίας», δήλωσε ο Maximilian Günther, επιστήμονας του προγράμματος ESA-Cheops, σε μια δήλωση.
Ένας τέλειος στόχος παρατήρησης
Το σύστημα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει πώς σχηματίζονται οι υπο-Ποσειδώνες, είπαν οι συγγραφείς της μελέτης.
Ενώ οι υπο-Ποσειδώνες είναι συνηθισμένοι στον Γαλαξία μας, δεν βρίσκονται στο δικό μας ηλιακό σύστημα. Και υπάρχει μικρή συναίνεση μεταξύ των αστρονόμων για το πώς σχηματίζονται αυτοί οι πλανήτες και από τι αποτελούνται – έτσι ένα ολόκληρο σύστημα υπο-Ποσειδώνων θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να μάθουν περισσότερα για την προέλευσή τους, είπε ο Luque.
Πολλοί εξωπλανήτες έχουν βρεθεί σε τροχιά γύρω από νάνους αστέρες πολύ πιο ψυχρούς και μικρότερους από τον Ήλιο μας, όπως το περίφημο σύστημα TRAPPIST-1 και οι επτά πλανήτες του, που ανακοινώθηκαν το 2017. Το σύστημα TRAPPIST-1 έχει επίσης μια αλυσίδα συντονισμού, αλλά η φωτεινότητα του ξενιστή αστέρα κάνει τις παρατηρήσεις δύσκολες.
Αλλά το HD110067, το οποίο έχει το 80% της μάζας του Ήλιου μας, είναι το λαμπρότερο γνωστό αστέρι με περισσότερους από τέσσερις πλανήτες σε τροχιά, κάνοντας την παρατήρηση του συστήματος πολύ πιο εύκολη.
Οι αρχικές μετρήσεις της μάζας των πλανητών υποδηλώνουν ότι ορισμένοι από αυτούς έχουν φουσκωμένες, πλούσιες σε υδρογόνο ατμόσφαιρες, καθιστώντας τους ιδανικούς ερευνητικούς στόχους για το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb. Καθώς το αστρικό φως διεισδύει στις ατμόσφαιρες των πλανητών, το Webb μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της σύνθεσης κάθε κόσμου.
«Οι υπο-Ποσειδώνας πλανήτες του συστήματος HD110067 φαίνεται να έχουν χαμηλή μάζα, υποδηλώνοντας ότι μπορεί να είναι πλούσιοι σε αέριο ή νερό. Οι μελλοντικές παρατηρήσεις αυτών των πλανητικών ατμοσφαιρών, για παράδειγμα με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb, θα μπορούσαν να καθορίσουν εάν οι πλανήτες έχουν βραχώδεις ή πλούσιες σε νερό εσωτερικές δομές», δήλωσε η συν-συγγραφέας της μελέτης Jo Ann Egger, υποψήφια διδάκτορας στην αστροφυσική στο Πανεπιστήμιο της Βέρνης. στην Ελβετία. σε δήλωση.
Για περισσότερες ειδήσεις και ενημερωτικά δελτία του CNN, δημιουργήστε έναν λογαριασμό στο CNN.com