Telescopul spațial James Webb descoperă a patra exoplanetă în sistemul stelar „super puf” triplu dulce

Când cumpărați prin link-uri de pe articolele noastre, Future și partenerii săi de sindicat pot câștiga un comision.

Folosind telescopul spațial James Webb (JWST), astronomii au descoperit o a patra lume într-un sistem ciudat de planete ultrauşoare „super puf”.

Noua planetă extrasolară sau „exoplanetă” a fost descoperită în jurul stelei asemănătoare soarelui Kepler-51, situată la aproximativ 2.615 ani lumină distanță, în constelația Cygnus (Lebăda).

În mod remarcabil, noua lume, denumită Kepler-51e, nu este doar a patra exoplanetă găsită în jurul acestei stele; toate aceste alte lumi sunt planete asemănătoare vată de zahăr. Asta înseamnă că acesta ar putea fi un întreg sistem al unora dintre cele mai ușoare planete descoperite vreodată.

„Planetele super puf sunt foarte neobișnuite prin faptul că au o masă foarte mică și o densitate scăzută”, a declarat membrul echipei Jessica Libby-Roberts de la Centrul pentru Exoplanete și Lumi Habitabile din Penn State într-un comunicat. „Cele trei planete cunoscute anterior care orbitează în jurul stelei, Kepler-51, au aproximativ dimensiunea lui Saturn, dar doar de câteva ori masa Pământului, rezultând o densitate asemănătoare cu vata de zahăr”.

Libby-Roberts a adăugat că echipa teoretizează că aceste planete de zahăr au nuclee minuscule și atmosfere uriașe, umflate, de hidrogen sau heliu.

„Cum s-au format aceste planete ciudate și cum atmosferele lor nu au fost distruse de radiația intensă a tinerei lor stele a rămas un mister”, a adăugat ea. „Am plănuit să folosim JWST pentru a studia una dintre aceste planete pentru a ajuta la răspunsul la aceste întrebări, dar acum trebuie să explicăm o a patra planetă cu masă mică din sistem!”

Kepler-51: Un sistem stelar dulce

Al patrulea ocupant al acestui ciudat sistem planetar a fost descoperit când o echipă condusă de cercetători de la Universitățile Penn State și Osaka și-a propus să investigheze proprietățile fratelui său ușor, Kepler-51d.

Echipa a fost șocată când Kepler-51d a părut să traverseze fața stelei părinte sau să facă un tranzit, cu două ore înainte de termen.

Tranzitele sunt utile astronomilor, deoarece atunci când lumina stelelor trece prin atmosfera unei planete, diferite elemente din acea atmosferă absorb lumina la lungimi de undă caracteristice. Aceasta înseamnă că își lasă „amprenta”, permițând astronomilor să determine compoziția atmosferei, printre alte caracteristici ale planetei, analizând lungimile de undă ale luminii detectate.

Astronomii sunt obișnuiți ca planetele să facă tranzite care sunt fie cu câteva minute mai devreme, fie cu câteva minute întârziate, iar calculele echipei au fost incerte cu 15 minute. Cu toate acestea, asta nu poate explica o eroare de două ore.

Ei se așteptau ca Kepler-51d să tranziteze la ora 2:00 EDT în iunie 2023, după ce a folosit cu succes modelul lor pe trei planete pentru a prezice tranzitul lui Kepler-51d în mai 2023. Cercetătorii s-au pregătit să observe evenimentul atât cu JWST, cât și cu Observatorul Apache Point. (APO) telescop. Ei au fost șocați când tranzitul nu s-a întâmplat așa cum se prevedea, revenind la datele lor și constatând că a avut loc deja.

„Să mulțumesc Domnului că am început să observăm cu câteva ore mai devreme pentru a stabili o linie de referință pentru că au venit 2 dimineața, apoi 3 și încă nu observasem o schimbare a luminozității stelei cu APO”, a spus Libby-Roberts. „După ce am reluat frenetic modelele noastre și am analizat datele, am descoperit o ușoară scădere a luminozității stelare imediat când am început să observăm cu APO, care a ajuns să fie începutul tranzitului – cu 2 ore mai devreme, ceea ce este mult peste 15- fereastră minusculă de incertitudine din partea modelelor noastre!”

Revenind la datele de arhivă de la telescoapele spațiale și terestre pentru a explica de ce aproape rataseră tranzitul cu JWST, echipa a descoperit că cea mai bună explicație a fost prezența unei lumi nedescoperite până acum.

„Am fost cu adevărat nedumeriți de apariția timpurie a lui Kepler-51d și nicio ajustare fină a modelului cu trei planete nu ar putea explica o discrepanță atât de mare”, membru al echipei și profesor asociat de științe ale pământului și spațiului la Universitatea din Osaka Kento Masuda. a spus „Doar adăugarea unei a patra planete a explicat această diferență. Aceasta marchează prima planetă descoperită prin variații ale timpului de tranzit folosind JWST.”

Această lume afectează orbitele celorlalte planete din sistem, inclusiv Kepler-51d, explicând de ce a fost devreme pentru tranzitul său.

„Am efectuat ceea ce se numește o căutare de „forță brută”, testând multe combinații diferite de proprietăți ale planetei pentru a găsi modelul celor patru planete care explică toate datele de tranzit adunate în ultimii 14 ani”, a explicat Masuda. „Am descoperit că semnalul este cel mai bine explicat dacă Kepler-51e are o masă similară cu celelalte trei planete și urmează o orbită destul de circulară de aproximativ 264 de zile – ceva la care ne-am aștepta pe baza altor sisteme planetare.

„Alte soluții posibile pe care le-am găsit implică o planetă mai masivă pe o orbită mai largă, deși credem că acestea sunt mai puțin probabile”.

Cum adună o stea planete de vată de zahăr?

Când echipa și-a ajustat modelele sistemului Kepler-51 pentru a ține seama de noua planetă, a trebuit, de asemenea, să scadă masele așteptate ale celorlalte planete ale sale.

Acest lucru afectează și teoriile despre celelalte proprietăți ale acestor planete și despre modul în care s-ar fi putut forma un astfel de sistem planetar neobișnuit. Cercetătorii au nevoie de Kepler-51e pentru a-și tranzita steaua înainte de a putea confirma că este o planetă super pufă.

„Planetele super puf sunt destul de rare și, atunci când apar, tind să fie singurele dintr-un sistem planetar”, a spus Libby-Roberts. „Dacă încercarea de a explica cum s-au format trei super puf într-un sistem nu a fost suficient de dificilă. , acum trebuie să explicăm o a patra planetă, fie că este un super puf sau nu. Și nici nu putem exclude alte planete în sistem.”

Povești similare:

— Telescopul spațial NASA găsește o exoplanetă de dimensiunea Pământului care „nu este un loc rău” pentru a vâna viața

— Exoplaneta extremă „Jupiter fierbinte” miroase ca ouăle putrezite și are furtuni de sticlă furioase

— Exoplaneta din apropiere este prima „lume a aburului” de acest fel, constată telescopul spațial James Webb

Deoarece Kepler-51e are o orbită de 264 de zile, va fi nevoie de mai mult timp de observare pentru sistem înainte ca cercetătorii să poată fi siguri de modul în care gravitația noii planete afectează lumile sale frate.

„Kepler-51e are o orbită puțin mai mare decât Venus și se află chiar în zona locuibilă a stelei, așa că s-ar putea întâmpla mult mai mult dincolo de această distanță dacă ne luăm timp să privim”, a concluzionat Libby-Roberts. „Continuarea analizei variațiilor de timp de tranzit ne poate ajuta să descoperim planete care sunt mai departe de stelele lor și ar putea ajuta la căutarea planetelor care ar putea susține viața.”

Cercetarea echipei a fost publicată marți (3 decembrie) în Astronomical Journal.