Skrite zvezde lahko postanejo planeti manjši

Anonim

Pri iskanju planetov, podobnih našim, je pomembna točka primerjave gostota planeta. Majhna gostota pove znanstvenikom, da je bolj verjetno, da bo planet plinast, kot Jupiter, velika gostota pa je povezana s skalnimi planeti, kot je Zemlja. Toda nova študija kaže, da so nekateri manj gosti kot prej mislili zaradi druge, skrite zvezde v svojih sistemih.

Ker teleskopi gledajo na določene nebeške ploskve, ne morejo vedno razlikovati med eno zvezdo in dvema. Sistem dveh zvezd, ki se v ozadju pribliżno krożijo, se lahko pojavijo na slikah kot enojna toćka svetlobe, tudi iz sofisticiranih observatorijev, kot je NASA-jeva vesoljska teleskop Kepler. To lahko ima pomembne posledice za določitev velikosti planetov, ki orbita samo eno od teh zvezd, pravi prihodnja študija Astronomskega dnevnika Elise Furlan iz Caltecha / IPAC-NExScI v Pasadeni v Kaliforniji in Steve Howell v NASA-jevem raziskovalnem centru Ames California Silicon Valley.

"Naše razumevanje koliko planetov je majhno, kot je Zemlja, in koliko jih je veliko kot Jupiter, se lahko spremenijo, ko pridobivamo več informacij o zvezdah, ki jih orbite", je dejal Furlan. "Res moraš dobro poznati zvezdo, da dobiš dober poseg na lastnosti svojih planetov."

Nekateri najbolj dobro proučevani planetovi zunaj našega sončnega sistema - ali eksplanetov - znajo orbiti samske zvezde. Vemo, da je Kepler-186f, planeta velikosti Zemlje v bivalnem območju svoje zvezde, orbita zvezdo, ki nima spremljevalca (bivalno območje je razdalja, na kateri bi skalni planet lahko podpiral tekočo vodo na svoji površini). TRAPPIST-1, ultra-kul pritlikava zvezda, ki je dom sedem planetov velikosti Zemlje, nima nobenega spremljevalca. To pomeni, da ni druge zvezde, ki otežuje oceno premerov planetov in s tem njihove gostote.

Toda druge zvezde imajo bližnjega spremljevalca, je nedavno pokazala slikanje z visoko ločljivostjo. David Ciardi, glavni znanstvenik na znanstvenem institutu NASA Exoplanet Science Institute (NExScI) pri Caltechu, je vodil obsežne napore, da bi spremljali zvezde, ki jih je Kepler študiral z različnimi zemeljskimi teleskopi. To je v povezavi z drugimi raziskavami potrdilo, da imajo številne zvezde, v katerih je Kepler našel planet, dvojni spremljevalec. V nekaterih primerih so bili premeri planetov, ki krožijo okoli teh zvezd, izračunani brez upoštevanja spremljevalne zvezde. To pomeni, da so ocene za njihove velikosti manjše in njihove gostote višje od njihovih prave vrednosti.

Prejšnje študije so pokazale, da približno polovica vseh sončnih zvezd v naši soseski sosedi ima spremljevalca v 10.000 astronomskih enotah (astronomska enota je enaka povprečni razdalji med soncem in Zemljo, 93 milijonov milj ali 150 milijonov kilometrov). Na podlagi tega bi lahko približno 15 odstotkov zvezd na Keplerjevem polju imelo svetle, bližnje satelite, kar pomeni, da so planete okoli teh zvezd manj kot prej.

Problem tranzita za binarne datoteke

Ko teleskop zaznava planet, ki prečka svojo zvezdo - dogodek, imenovan "tranzit", se izmeri očitno zmanjšanje svetlosti zvezda. Količina svetlobe, blokirane med tranzitom, je odvisna od velikosti planeta - večji je planet, več svetlobe blokira in večje je zatemnjeno opazovanje. Znanstveniki uporabljajo te podatke za določitev polmera polovice premera planeta.

Če je v sistemu dve zvezdici, teleskop meri kombinirano svetlobo obeh zvezd. Toda planet, ki kroži okoli te zvezde, bo povzročil, da bo eden od njih zatiral. Torej, če ne veste, da je druga zvezda, boste podcenjevali velikost planeta.

Če na primer teleskop ugotovi, da se zvezda zatiha za 5 odstotkov, bi znanstveniki določili velikost tranzitnega planeta glede na eno zvezdo. Če pa druga zvezda dodaja svojo svetlobo, mora biti planet večji, da povzroči enako količino zatemnitve.

Če planet kroži svetlejše zvezde v dvojiškem paru, večina svetlobe v sistemu prihaja iz te zvezde, tako da druga zvezda ne bo imela velikega vpliva na izračunano velikost planeta. Ampak, če planet kroži okoli bolj osupljive zvezde, večja primarna zvezda prispeva več svetlobe v sistem, popravek v izračunanem polmeru planeta pa je lahko velik - se lahko dvakrat, trikrat ali celo poveča. To bo vplivalo na izračunavanje orbitalne razdalje planeta, kar bi lahko vplivalo na to, ali je planet v bivalnem območju.

Če so zvezde približno enake v svetlosti, je "nov" polmer planeta približno 40 odstotkov večji, kot če bi predvidevali, da je svetloba prišla iz ene same zvezde. Ker gostota se izračuna s kocko polmera, bi to pomenilo skoraj trikratno zmanjšanje gostote. Učinek te korekcije je najpomembnejši pri manjših planetih, ker pomeni, da bi lahko bil planet, ki je nekoč veljal za kamnito, dejansko plinast.

Nova študija

V novi študiji sta se Furlan in Howell osredotočili na 50 planetov v vidnem polju Keplerjeve opazovalnice, katerih mase in radii so bili predhodno ocenjeni. Ti planeti imajo vse orbite zvezde, ki imajo zvezdne spremljevalce v okoli 1700 astronomskih enotah. Za 43 od 50 planetov prejšnja poročila o njihovih velikostih niso upoštevala prispevka svetlobe druge zvezdice. To pomeni, da je potrebna revizija njihovih prijavljenih velikosti.

V večini primerov bi bila sprememba poročanih velikosti planetov majhna. Prejšnje raziskave so pokazale, da 24 od 50 planetov orbita večjo, svetlejšo zvezdo v dvojiškem paru. Poleg tega sta Furlan in Howell ugotovila, da bi bilo 11 od teh planetov prevelike, da bi bile planete, če bi krožile po osamljenem staršu. Torej, za 35 od 50 planetov se objavljene velikosti ne bodo znatno spremenile.

Toda za 15 planetov niso mogli ugotoviti, ali orožje oslabijo ali svetlejše zvezde v dvojiškem paru. Za pet od 15 planetov so zadevne zvezde približno enake svetlosti, zato se bodo njihove gostote bistveno zmanjšale, ne glede na to, v katero zvezdico ovirajo.

Ta učinek zveznih zvezd je pomemben za znanstvenike, ki označujejo planet, ki ga je odkril Kepler, ki je našel na tisoče eksplanet. Pomembno bo tudi za NASA-jevo misijo Tess, ki bo poiskala majhne planete okoli bližnjih svetlih zvezd in majhnih, hladnih zvezd.

"V nadaljnjih študijah želimo zagotoviti, da opazujemo vrsto in velikost planeta, za katerega verjamemo, da smo, " je dejal Howell. "Pravilne velikosti in gostote planetov so ključnega pomena za prihodnje opazovanje planetov z visoko vrednostjo, ki jih ponuja NASA-jeva vesoljska teleskopa James Webb. V veliki sliki, vedoč, kateri planeti so majhni in skalnati, nam bodo pomagali razumeti, kako verjetno smo, da bi našle planet, lasten drugje v galaksiji. "

menu
menu