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Die meisten der von uns entdeckten Exoplaneten wurden durch große Umfragen wie die Kepler-Mission oder die Mission identifiziert Transit eines Satelliten, um die äußeren Planeten zu vermessen (Ziege). Während diese Projekte großartig darin sind, Sterne zu entdecken, die Planeten beherbergen, sagen sie uns größtenteils, dass es Planeten gibt. Das äußere Sonnensystem und seine Planeten zu verstehen, erfordert mehrere Folgebeobachtungen – und die Zeit des sie begleitenden Teleskops. hier drüben , Riesenerfolg Aus den Umfragen haben wir viel zu erkennen gegeben, auf die wir leicht zugreifen können.
Doch Follow-ups können wichtige Informationen liefern, wie eine diese Woche veröffentlichte Studie zeigt. Darin beschreiben die Forscher Beobachtungen eines von TESS entdeckten Drei-Planeten-Systems. Anhand der zusätzlichen Beobachtungen fanden die Forscher heraus, dass es wahrscheinlich zwei andere Planeten gibt, die TESS nicht sehen konnte, und dass einer, den sie entdeckte, der bisher masseärmste Exoplanet ist.
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Das System heißt L 98-59 und hat zwei Eigenschaften, die es zu einem hervorragenden Kandidaten für Folgebeobachtungen machen. Ein Vorteil ist, dass sie zumindest aus der Perspektive von Galaxien ziemlich nahe sind, nur 35 Lichtjahre von der Erde entfernt. Dort wird es auch viel Zeit im Sichtfeld des James Webb-Weltraumteleskops verbringen, wenn es dieser Mission gelingt, ihre operative Umlaufbahn zu erreichen. Dies bedeutet, dass es relativ bequem ist, genügend Bilder zu erhalten, um die Atmosphären der Planeten des Systems zu untersuchen.
TESS erkennt Planeten, indem es den Lichtabfall beobachtet, der auftritt, wenn Planeten zwischen ihrem Wirtsstern und der Erde wandern. Andere folgten dieser Studie mit Beobachtungen mit Radialgeschwindigkeitsmessungen, die die Verschiebungen im Licht eines Sterns überwachen, die auftreten, wenn die Schwerkraft des Planeten ihn in verschiedene Richtungen zieht. Die Radialgeschwindigkeit kann uns die potentielle Masse des Planeten geben; In Kombination mit der von TESS bereitgestellten Größe des Planeten kann uns dies über seine Dichte und damit Hinweise auf seine Zusammensetzung geben.
Leider reichte dem Teleskop nicht die Zeit, um die Unsicherheit stark einzugrenzen. Das neue Papier präsentiert mehrere zusätzliche Beobachtungen, die mit einem Instrument gemacht wurden, das mit dem Very Large Telescope der Europäischen Südsternwarte in Chile verbunden ist.
Die Standardmethode zur Analyse dieser Art von Daten besteht darin, das stärkste periodische Signal, das von einem Planeten verursacht wird, zu identifizieren und es aus den Daten zu entfernen, und dies dann fortzusetzen, bis die statistisch signifikanten Signale erschöpft sind. Interessanterweise gab es immer noch Signale, als diese Analyse zu dem Punkt kam, an dem die drei von TESS identifizierten Planeten entfernt wurden. Signale deuteten auf die scheinbare Anwesenheit eines vierten Planeten hin – und die Möglichkeit eines fünften (Modelle mit vier und fünf Planeten stimmten gleichermaßen mit den Daten überein).
Was ist in L 98-59 enthalten?
Eines der offensichtlichen Dinge, die es zu überprüfen gilt, ist zu sehen, ob andere Planeten sichtbar sind, deren Vorzeichen jedoch nicht erkannt wurden. Um dies zu überprüfen, verließen sich die Forscher auf ein Programm namens (und ich Mach dir das nicht aus) BERECHNUNG ODER BATMAN. Aber in Transitdaten sind Planeten nicht vorhanden.
Dies ist kein großes Problem. Transite hängen von einer genauen Ausrichtung des äußeren Systems ab, wobei sich die Planeten in einer Ebene drehen, die die Erde schneidet. Wenn nicht jeder Planet speziell innerhalb dieser Ebene umkreist, bewegt er sich möglicherweise nicht aus der Perspektive der Erde. Dies bedeutet jedoch, dass wir entweder zusätzliche Daten oder eine sorgfältige Analyse benötigen, um nach Gravitationswechselwirkungen zwischen den Planeten zu suchen, die den Zeitpunkt ihrer Transite beeinflussen können.
Wenn es einen fünften Planeten gäbe, wäre seine Masse zweieinhalb Mal so groß wie die der Erde, also wäre es wahrscheinlich ein Gesteinsplanet. Es würde sich auch in der Mitte der bewohnbaren Zone von L 98-59 befinden, in der flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten existieren könnte. Da L 98-59 ein schwacher junger Stern ist, ist die bewohnbare Zone so nahe, dass der Planet nur 23 Tage braucht, um seine Umlaufbahn zu vollenden.
Da uns die Messung der Radialgeschwindigkeit die Masse des Planeten verrät und die Beobachtung des Transits des Planeten uns seine Größe gibt, kennen wir jetzt die Dichte der drei Planeten, die auf beide Arten entdeckt wurden. Zwei sind etwas weniger dicht als die Erde, was darauf hindeutet, dass sie eine ähnliche Struktur haben, mit Ausnahme des Vorhandenseins eines kleineren Eisenkerns. Im Gegensatz dazu hat ein Drittel nur etwa die Hälfte der Dichte der Erde, was darauf hindeutet, dass sie bis zu 30 Prozent aus Wasser bestehen könnte – eine Ozeanwelt.
Eine weitere überraschende Entdeckung ist die Masse eines erdähnlichen Planeten. Es ist weniger als die Hälfte der Masse der Erde, was den Planeten viel größer als Merkur und Mars macht, aber weniger als die Hälfte der Masse der Venus. Er ist damit der kleinste bisher entdeckte Exoplanet. Basierend auf dem Sonnensystem erwarten wir eine große Anzahl von Planeten dieser Größe oder kleiner, daher ist es ermutigend, dass wir sie endlich entdecken.
Zu diesem Zeitpunkt gibt es Tausende von Kandidatenplaneten, die wir noch nicht untersucht haben. Viele ähnliche Überraschungen können uns erwarten. In der Zwischenzeit werden Umfragen wie TESS weiterhin der Liste der Elemente hinzugefügt, die wir genauer überprüfen müssen.
Astronomie und Astrophysik, 2021. DOI: Noch nicht verfügbar.
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