Gizli yıldızlar gezegenlerin daha küçük görünmesini sağlayabilir

Anonim

Bizimkine benzer gezegen arayışında, önemli bir karşılaştırma noktası gezegenin yoğunluğu. Düşük yoğunluklu bilim insanlarına bir gezegenin Jüpiter gibi gaz olma olasılığının yüksek olduğunu ve yüksek yoğunluklu Dünya gibi kayalık gezegenlerle ilişkili olduğunu söyler. Ancak yeni bir çalışma, bazılarının sistemlerinde ikinci, gizli bir yıldız nedeniyle daha önce düşünülenden daha az yoğun olduğunu gösteriyor.

Teleskoplar belirli gökyüzü yamalarına baktıkça, her zaman bir yıldız ve iki arasında ayrım yapamazlar. NASA'nın Kepler uzay teleskobu gibi sofistike gözlemevlerinden bile, görüntülerde tek bir ışık noktası olarak iki yakın yörüngeli yıldızdan oluşan bir sistem ortaya çıkabilir. Bu yıldızlardan sadece birinin yörüngesini ölçen gezegenlerin büyüklüğünü belirlemek için önemli sonuçlar doğurabilir, diyor Pasadena, Kaliforniya'daki Caltech / IPAC-NExScI'den Elise Furlan ve NASA'nın Ames Araştırma Merkezi'nde Steve Howell Kaliforniya'nın Silikon Vadisi.

Furlan, "Dünyada kaç tane gezegenin küçük olduğu ve Jüpiter'in büyüklüğü gibi ne kadar büyük olduğumuz hakkındaki bilgilerimiz, yörüngede yer alan yıldızlar hakkında daha fazla bilgi edindikçe değişebilir." Dedi. “Gezegenlerinin özellikleri hakkında iyi bir fikir sahibi olmak için yıldızı iyi bilmelisiniz.”

Güneş sistemimizin (veya dışsal gezegenlerimizin) dışındaki en iyi çalışılmış gezegenlerden bazılarının yalnız yıldızların yörüngesinde olduğu bilinir. Kepler-186f, yıldızının yaşanabilir bölgesinde yer alan bir Dünya gezegeni olan kepler-186f'i hiç arkadaşı olmayan bir yıldızın yörüngesini (uzaysal zonun kayalık bir gezegenin yüzeyinde sıvı suyu destekleyebileceği mesafedir) biliyoruz. Yedi Dünya büyüklüğündeki gezegenlere ev sahipliği yapan ultra serin cüce yıldız olan TRAPPIST-1'in de bir arkadaşı yok. Bu, gezegenlerin çaplarının ve dolayısıyla yoğunluklarının tahminini karmaşıklaştıran ikinci bir yıldızın olmadığı anlamına gelir.

Ancak diğer yıldızların yakın bir arkadaşı var, yüksek çözünürlüklü görüntüleme yakın zamanda ortaya koydu. Caltech'deki NASA Exoplanet Bilim Enstitüsü'nün (NExScI) baş bilimcisi David Ciardi, Kepler'in çeşitli yer-temelli teleskoplarla çalıştığı yıldızları takip etmek için büyük çaba sarf etti. Bu, diğer araştırmalarla birleştirildiğinde, Kepler'in gezegen bulduğu yıldızların çoğunun ikili yol arkadaşlarına sahip olduğunu doğruladı. Bazı durumlarda, bu yıldızların etrafında dönen gezegenlerin çapları, eşlik eden yıldız dikkate alınmadan hesaplanmıştır. Bu, boyutları için tahminlerin daha küçük ve yoğunluklarının gerçek değerlerinden daha yüksek olması gerektiği anlamına gelir.

Daha önce yapılan çalışmalar, güneşin mahallesindeki güneşe benzeyen yıldızların yaklaşık yarısının 10.000 astronomik birimde (astronomik bir birim güneş ile Dünya arasındaki ortalama mesafeye eşit, 93 milyon mil veya 150 milyon kilometre) bir arkadaşı olduğunu belirlemiştir. Buna dayanarak, Kepler alanındaki yıldızların yaklaşık yüzde 15'inin parlak, yakın bir arkadaşı olabilir - bu yıldızların etrafındaki gezegenler daha önce düşünülenden daha az yoğun olabilir.

İkililer için Transit Problemi

Bir teleskop yıldızının önünden geçen bir gezegeni işaret ettiğinde - "transit" denen bir olay —astronomlar yıldızın parlaklığında ortaya çıkan belirgin azalmayı ölçer. Bir transit sırasında bloke edilen ışık miktarı, gezegenin büyüklüğüne bağlıdır - gezegen ne kadar büyükse, o kadar fazla ışık engeller ve gözlenen karartma o kadar büyük olur. Bilim adamları bu bilgiyi gezegenin yarıçapını (çapının yarısını) belirlemek için kullanırlar.

Sistemde iki yıldız varsa, teleskop her iki yıldızın birleşik ışığını ölçer. Ama bu yıldızlardan birinin yörüngesindeki bir gezegen, sadece birinin kararmasına sebep olacak. Yani, eğer ikinci bir yıldız olduğunu bilmiyorsanız, gezegenin büyüklüğünü küçümseyeceksiniz.

Örneğin, bir teleskop, bir yıldızın yüzde 5 oranında azaldığını gözlemlerse, bilim adamları, geçiş yapan gezegenin o yıldıza göre boyutunu belirler. Fakat eğer ikinci bir yıldız ışığını eklerse, gezegen aynı miktarda karartmaya sebep olacak şekilde daha büyük olmalıdır.

Gezegen, ikili yıldızdaki daha parlak yıldıza dönüşürse, sistemdeki ışığın çoğu yine de o yıldızdan gelir, böylece ikinci yıldızın gezegenin hesaplanan büyüklüğü üzerinde büyük bir etkisi olmayacaktır. Ama eğer gezegen yıldız yıldızını yörüngede bırakırsa, daha büyük olan birincil yıldız, sisteme daha fazla ışık katıyor ve hesaplanan gezegen yarıçapındaki düzeltmeler büyük olabilir - daha da çoğaltabilir, üç katına çıkabilir veya daha fazla artabilir. Bu, gezegenin yörüngesel mesafesinin nasıl hesaplanacağını etkileyecek ve gezegenin yaşanabilir bölgede bulunup bulunmadığını etkileyecektir.

Eğer yıldızlar kabaca parlaklığa eşitse, gezegenin "yeni" yarıçapı, ışığın tek bir yıldızdan geldiği varsayıldığından yaklaşık yüzde 40 daha büyüktür. Yoğunluk, yarıçapın küpü kullanılarak hesaplandığından, bu yoğunlukta yaklaşık üç kat azalma anlamına gelir. Bu düzeltmenin etkisi daha küçük gezegenler için çok önemlidir, çünkü bir zamanlar kayalık sayılan bir gezegen aslında gaz olabilir.

Yeni Çalışma

Yeni çalışmada, Furlan ve Howell, Kepler rasathanesi alanındaki kütleleri ve yarıçapları daha önce tahmin edilen 50 gezegene odaklandı. Bu gezegenler yaklaşık 1.700 astronomik birim içinde yıldız arkadaşlarına sahip tüm yörünge yıldızlarıdır. 50 gezegenin 43'ü için, daha önceki raporları, ikinci bir yıldızdan gelen ışığın katkısını hesaba katmamıştır. Bu, raporlanan boyutlarının revizyonunun gerekli olduğu anlamına gelir.

Çoğu durumda, gezegenlerin rapor edilen boyutlarındaki değişiklik küçük olacaktır. Önceki araştırmalar, 50 gezegenin 24'ünün ikili bir çiftte daha büyük, daha parlak yıldıza yörüngede olduğunu gösterdi. Dahası, Furlan ve Howell, bu gezegenlerin 11'inin, fani arkadaşı yıldızının yörüngesini çektiyse, gezegenler olmak için çok büyük olacağını belirlediler. Yani, 50 gezegenin 35'i için, yayınlanan boyutlar büyük ölçüde değişmeyecektir.

Fakat gezegenlerin 15'i için, onlar, çiftçi ya da parlak yıldızın ikili bir çiftte yörüngeye mi sürüklendiğini belirleyemediler. 15 gezegenin beşi için, söz konusu yıldızların kabaca eşit parlaklığı vardır, bu yüzden yoğunlukları, yörüngede hangi yıldıza bağlı olduklarından bağımsız olarak büyük ölçüde azalacaktır.

Tamamlayıcı yıldızların bu etkisi, binlerce dışsal gezegen bulduğu Kepler tarafından keşfedilen gezegenleri karakterize eden bilim adamları için önemlidir. Ayrıca, yakınlardaki, parlak yıldızların ve küçük, havalı yıldızların etrafında küçük gezegenler arayacak olan NASA'nın yaklaşan Transit Ötesi Anket Uydu (TESS) misyonu için de önemli olacak.

Howell, "Daha sonraki çalışmalarda, olduğumuza inandığımız gezegenin türünü ve büyüklüğünü gözlemlediğimizden emin olmak istiyoruz." Dedi. "Doğru gezegen boyutları ve yoğunlukları NASA'nın James Webb Uzay Teleskopu tarafından yüksek değerli gezegenlerin gelecekteki gözlemleri için kritik öneme sahip. Büyük resimde, hangi gezegenlerin küçük ve kayalık olduğunu bilerek, gezegenleri bulmanın ne kadar olası olduğunu anlamamıza yardımcı olacak. galakside başka bir yere sahip olmak. "

menu
menu