Kolmas planeet leiti tiirlemas binaarset tähesüsteemi Kepler 47

Astronoomid on Kepleri 47 süsteemis leidnud tähepaare tiirleva kolmanda planeedi.

Kunstniku illustratsioon näitab Kepleri 47 süsteemi kolme planeeti. Suur keskmine planeet tähistab vastvalitud Kepleri 47d.
NASA / JPL-Caltech / T. Pyle

Kepler 47 sai lihtsalt suuremaks. Jerome Orosz (San Diego riiklik ülikool) ja tema kolleegid teatasid Astronoomiaajakirja mai numbris, et Tatooine-süsteemil, millel on kaks varem teadaolevat planeeti, mis tiirlevad ümber kahe tähe, on kolmas planeet. Süsteem asub Cygnuse tähtkujus 3340 valgusaasta kaugusel ja siiani on see ainus teadaolevalt mitme planeedi host. Binaarpaar koosneb kahest põhijada tähest, üks nagu meie Päike ja teine ​​punane kääbus. Uus planeet, Kepler 47d, tiirleb kahe varem avastatud planeedi vahel, tegelikult kõik need kolm tiirlevad tähtede vahel nii lähedalt, et need mahuvad Maa sisemusse ümber Päikese.

Kunagi arvasid astronoomid, et tsirkulaarsed planeedid, mis tiirlevad tähepaari ümber, ei saa eksisteerida, kuna kahe tähe gravitatsiooni dünaamiline koosmõju välistaks stabiilse planeedi orbiidid. Kepleri 16b avastus umbes 8 aastat tagasi hajutas selle idee ja sõnastas ümber mõned planeetide käitumise mudelid. Nüüd võiks mitme planeedi süsteemi kinnitamine neid mudeleid veelgi venitada.

Kepler-47 planeetide orbiitide illustratsioon
NASA / JPL Caltech / T. Pyle

Kepleri 47 süsteemi olemasolu viitab sellele, et gravitatsiooniline vastasmõju piirab tsirkulaarsete planeetide suurusi, selgitades võib-olla, miks kiviseid planeete leidub binaaride ümbruses palju vähem. Kui noori tähti ümbritsevas tolmu- ja gaasiketas moodustuvad planeedid, põhjustab nende interaktsioon kettaga neid sissepoole. Kahe tähe konkureerivad gravitatsioonijõud viivad suurema osa väiksemaid planeete süsteemist välja, selgitas kaasautor Nader Haghighipour (Hawai'i ülikool). Hiiglaslikud planeedid seevastu jätkavad rändamist sissepoole ja satuvad lõpuks tähtedesse. Alles on jäänud keskmise suurusega planeedid.

See diagramm näitab Kepleri 47 planeetide orbiite. Tumeroheline piirkond tähistab tähtede asustatava tsooni konservatiivset hinnangut; heleroheline näitab optimistlikumat hinnangut. Punane ring on kaugus tähtedest, kus planeetide orbiidid püsivad stabiilsena, hoolimata muutuvast gravitatsiooniväljast kahe tähe ümber.
Orosz jt. / Astronoomiaajakiri 2019

Kepler-47 näitab ka seda, et tsirkulaarsüsteemid võivad täituda stabiilsetel orbiitidel asuvate planeetidega. "Ma arvan, et selle suur läbimurre, " ütleb David Martin (Chicago ülikool), "see on see, mida me kutsume pakendisüsteemiks." Martin, kes ei olnud seotud Kepler-47 uuringuga, selgitab: "Te ei saanud Ärge pange ühtegi muud planeeti nende kolme vahele ja laske süsteemil ellu jääda. See on oluline, et mõista, kuidas planeedid moodustuvad. ”

Transiit on keeruline

NASA Kepleri kosmoseteleskoobi abil avastati kõik kolm planeeti Kepler 47 ümber. 2009. aastal käivitatud Kepler otsis transiitmeetodi kaudu eksoplaneete. Uurides tähevalguse heleduses tekkisid väikesed muutused, kui planeedid möödusid nende päikese ees.

Eksoplaneetide leidmine nende transiidi järgi võib olla keeruline. Need peavad olema piisavalt suured, et möödudes tähevalgust mõõdetavalt hämardada. Seejärel peab nende orbitaaltasapinna kalle Maa suhtes olema piisavalt väike, et vaatlejad näeksid planeetide perioodilist transiiti nende tähtede kohal. Tsirkulaarsete planeetide orbitaaltasandid on võnkega veelgi keerulisemad; need varieeruvad aja jooksul pisut. "Igal teie nähtud [tsirkulaarsel] planeedil on umbes kaheksa või üheksa, mis teil jääb silma, " ütleb uuringu kaasautor Bill Welsh (San Diego osariigi ülikool).

Erinevat tüüpi otsing

Andmeid Kepleri 47 süsteemi kohta laiendati alles 2013. aastani, kuid vaatluste korjamiseks käivitas NASA läbiva Exoplanet Survey Satellite (TESS) programmi 2018. aastal. TESS saab sel suvel vaadata Kepler 47-d ja teadlased saavad põnevusega näha süsteemi kohta uusi andmeid pärast viieaastast vaheaega. TESS on siiski mõeldud suuremate taevalainete kujutamiseks kui Kepler, otsides planeete 200 000 lähima tähe ümber. Selle otsing pakub uut võimalust tsirkulaarsüsteemide uurimiseks.

"TESS hakkab vaatama sadu tuhandeid kahendtähti, " ütleb Welsh. “Keplerit sai umbes 3000, kuid TESS lisab paarsada tuhat. TESS-i eesmärk on hakata tegema statistikat, uurida nende süsteemide mudeleid ja suundumusi. ”

Üks eesmärke on mõista, kuidas planeedid võivad moodustada gravitatsiooniliselt ebastabiilses keskkonnas binaarsete tähtede ümber ning käimasolevad otsingud annavad astronoomidele palju materjali, millega töötada. "Me ei leia ainult binaaride ümber planeete, vaid me leiame neid üksikute tähtedega võrreldava kiirusega, " märgib Martin. "Näib, et loodusele meeldib elada äärel."