Hierdie illustrasie beeld 'n planeet uit wat gedeeltelik versteek is in die glans van sy gasheerster en 'n nabygeleë metgeselster. Nadat hulle 'n aantal binêre sterre ondersoek het, het sterrekundiges tot die gevolgtrekking gekom dat aard-grootte planete in baie tweesterstelsels moontlik ongemerk kan bly deur transitosoektogte, wat na veranderinge in die lig van 'n ster soek wanneer 'n planeet voor dit verbybeweeg. Die lig van die tweede ster maak dit moeiliker om die veranderinge in die gasheerster se lig op te spoor wanneer die planeet voor hom verbybeweeg. Krediet: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. van Silva
Sterrekundiges wat sterpare bestudeer, ontbloot bewyse dat daar baie meer aardse planete kan wees as wat voorheen gedink is.
Sommige eksoplaneetsoektogte kan byna die helfte van die Aarde-grootte planete rondom ander sterre ontbreek. Nuwe bevindinge van 'n span wat die internasionale Gemini-sterrewag en die WIYN 3.5-meter-teleskoop by Kitt Peak Nasionale Sterrewag gebruik, dui daarop dat aard-grootte wêrelde onontdekte kan skuil in binêre sterstelsels, weggesteek in die glans van hul moedersterre. Aangesien ongeveer die helfte van alle sterre in binêre stelsels is, beteken dit dat sterrekundiges baie aarde-grootte wêrelde kan mis.
Aarde-grootte planete kan baie meer algemeen wees as wat voorheen besef is. Sterrekundiges wat by NASA Ames Navorsingsentrum werk, het die tweelingteleskope van die internasionale Gemini Observatory, 'n program van NSF se NOIRLab, gebruik om vas te stel dat baie planeet-gasheer sterre geïdentifiseer is deur NASA se TESS-eksoplaneet-jagsending[1] is eintlik pare sterre – bekend as binêre sterre – waar die planete om een van die sterre in die paar wentel. Nadat hulle hierdie binêre sterre ondersoek het, het die span tot die gevolgtrekking gekom dat aard-grootte planete in baie tweester-stelsels moontlik ongemerk kan bly deur transitosoektogte soos TESS s'n, wat na veranderinge in die lig van 'n ster kyk wanneer 'n planeet voor dit verbygaan.[2] Die lig van die tweede ster maak dit moeiliker om die veranderinge in die gasheerster se lig op te spoor wanneer die planeet beweeg.
Die span het begin deur te probeer vasstel of sommige van die eksoplaneetgasheersterre wat met TESS geïdentifiseer is, eintlik onbekende binêre sterre was. Fisiese pare sterre wat naby mekaar is, kan verwar word met enkele sterre, tensy hulle met uiters hoë resolusie waargeneem word. Die span het dus na albei Gemini-teleskope gewend om 'n monster van eksoplaneetgasheersterre in noukeurige besonderhede te inspekteer. Met behulp van 'n tegniek genaamd spikkelbeelding,[3] die sterrekundiges het gaan kyk of hulle onontdekte stermetgeselle kon sien.
Deur die `Alopeke- en Zorro-instrumente op die Tweeling-Noord- en Suid-teleskope in onderskeidelik Chili en Hawai' te gebruik,[4] die span het honderde nabygeleë sterre waargeneem wat TESS as potensiële eksoplaneetgashere geïdentifiseer het. Hulle het ontdek dat 73 van hierdie sterre werklik binêre sterstelsels is wat as enkele ligpunte verskyn het totdat dit met 'n hoër resolusie met Tweeling waargeneem is. “Met die Gemini Observatory se 8.1 meter teleskope het ons uiters hoë resolusiebeelde van eksoplaneetgasheersterre gekry en stermetgeselle by baie klein skeidings opgespoor,” het Katie Lester van NASA se Ames-navorsingsentrum, wat hierdie werk gelei het, gesê.
Lester se span het ook 'n bykomende 18 binêre sterre bestudeer wat voorheen gevind is onder die TESS eksoplaneet-gashere met behulp van die NN-EXPLORE Exoplanet and Stellar Speckle Imager (NESSI) op die WIYN 3.5-meter-teleskoop by Kitt Peak National Observatory, ook 'n program van NSF se NOIRLab.
Nadat die binêre sterre geïdentifiseer is, het die span die groottes van die bespeurde planete in die binêre sterstelsels vergelyk met dié in enkelsterstelsels. Hulle het besef dat die TESS-ruimtetuig beide groot en klein eksoplanete gevind het wat om enkele sterre wentel, maar net groot planete in binêre stelsels.
Hierdie resultate impliseer dat 'n populasie aard-grootte planete in binêre stelsels kan skuil en onopgemerk kan bly deur die transitometode wat deur TESS en baie ander planeetjagteleskope gebruik word, te gebruik. Sommige wetenskaplikes het vermoed dat transito-soektogte dalk klein planete in binêre stelsels ontbreek, maar die nuwe studie bied waarnemingsondersteuning om dit te rugsteun en wys watter groottes eksoplanete geraak word.[5]
"Ons het getoon dat dit moeiliker is om aard-grootte planete in binêre stelsels te vind omdat klein planete verlore raak in die glans van hul twee moedersterre," het Lester gesê. "Hul deurgange word 'ingevuld' deur die lig van die metgeselster," het Steve Howell van NASA se Ames-navorsingsentrum bygevoeg, wat die spikkelbeeldingpoging lei en by hierdie navorsing betrokke was.
"Aangesien ongeveer 50% van sterre in binêre stelsels is, kan ons die ontdekking van - en die kans om te bestudeer - baie Aarde-agtige planete mis," het Lester afgesluit.
Die moontlikheid van hierdie vermiste wêrelde beteken dat sterrekundiges 'n verskeidenheid waarnemingstegnieke sal moet gebruik voordat hulle tot die gevolgtrekking kom dat 'n gegewe binêre sterstelsel geen Aardeagtige planete het nie. "Sterrekundiges moet weet of 'n ster enkel of binêr is voordat hulle beweer dat daar geen klein planete in daardie stelsel bestaan nie," het Lester verduidelik. “As dit enkellopend is, dan kan jy sê daar bestaan geen klein planete nie. Maar as die gasheer in 'n binêre is, sal jy nie weet of 'n klein planeet deur die metgeselster versteek word of glad nie bestaan nie. Jy sal meer waarnemings met ’n ander tegniek nodig hê om dit uit te vind.”
As deel van hul studie het Lester en haar kollegas ook ontleed hoe ver die sterre uitmekaar is in die binêre stelsels waar TESS groot planete opgespoor het. Die span het gevind dat die sterre in die eksoplaneet-gasheerpare tipies verder uitmekaar was as binêre sterre wat nie planete het nie.[6] Dit kan daarop dui dat planete nie rondom sterre vorm wat naby sterre metgeselle het nie.
"Hierdie spikkelbeeldopname illustreer die kritieke behoefte aan NSF-teleskoopfasiliteite om nuut ontdekte planetêre stelsels te karakteriseer en ons begrip van planetêre bevolkings te ontwikkel," het Martin Still, programbeampte van die Nasionale Wetenskapstigting-afdeling van Sterrekundige Wetenskappe, gesê.
"Dit is 'n belangrike bevinding in eksoplaneetwerk," het Howell gesê. "Die resultate sal teoretici help om hul modelle te skep vir hoe planete in dubbelsterstelsels vorm en ontwikkel."
Notes
- TESS is die Transiting Exoplanet Survey Satellite, 'n NASA-sending wat ontwerp is om Soek vir planete wat om ander sterre wentel in 'n opname van ongeveer 75% van die hele naghemel. Die sending is in 2018 van stapel gestuur en het meer as 3500 kandidaat-eksoplanete opgespoor, waarvan meer as 130 bevestig is. Die satelliet soek eksoplanete deur hul gasheersterre waar te neem; 'n Eksoplaneet wat deurgaan, veroorsaak 'n subtiele maar meetbare daling in die helderheid van sy gasheerster terwyl dit voor die ster kruis en van sy lig blokkeer.
- Die transito-tegniek is een manier om eksoplanete te ontdek. Dit behels die soeke na gereelde afnames in die lig van 'n ster wat veroorsaak kan word deur 'n planeet wat voor die ster verbybeweeg of die ster "vervoer" en van die sterlig blokkeer.
- Spikkelbeelding is 'n astronomiese tegniek wat sterrekundiges in staat stel om verby die vervaging van die atmosfeer te sien deur baie vinnige waarnemings vinnig na mekaar te neem. Deur hierdie waarnemings te kombineer, is dit moontlik om die vervagende effek van die atmosfeer uit te kanselleer, wat grondgebaseerde sterrekunde beïnvloed deur sterre in die naghemel te laat flikker.
- `Alopeke & Zorro is identiese beeldinstrumente wat permanent op die Gemini Noord- en Suid-teleskope gemonteer is. Hul name beteken onderskeidelik "jakkals" in Hawaiiaans en Spaans, wat hul onderskeie liggings op Maunakea in Hawaiʻi en op Cerro Pachón in Chili weerspieël.
- Die span het bevind dat planete wat twee keer so groot soos die Aarde of kleiner is, nie opgespoor kon word deur die transitometode te gebruik wanneer binêre stelsels waargeneem word nie.
- Lester se span het gevind dat die eksoplaneet-huisves-binêre sterre wat hulle geïdentifiseer het, gemiddelde skeidings van ongeveer 100 astronomiese eenhede gehad het. ('n Sterrekundige eenheid is die gemiddelde afstand tussen die Son en die Aarde.) Binêre sterre wat nie bekend is dat hulle planete huisves nie, word tipies geskei deur ongeveer 40 astronomiese eenhede.
Meer inligting
Hierdie navorsing word aangebied in die referaat "Speckle Observations of TESS Exoplanet Host Stars. II. Stellar Companions at 1-1000 AU and Implikations for Small Planet Detection” om te verskyn in die astronomiese Journal.
Verwysing: “Spikkelwaarnemings van TESS Exoplanet Host Stars. II. Stellar Companions at 1-1000 AU and Impplications for Small Planet Detection” deur Kathryn V. Lester, Rachel A. Matson, Steve B. Howell, Elise Furlan, Crystal L. Gnilka, Nicholas J. Scott, David R. Ciardi, Mark E Everett, Zachary D. Hartman en Lea A. Hirsch, Aanvaar, astronomiese Journal.
arXiv: 2106.13354
Die span is saamgestel uit Kathryn V. Lester (NASA Ames Navorsingsentrum), Rachel A. Matson (US Naval Observatory), Steve B. Howell (NASA Ames Navorsingsentrum), Elise Furlan (Exoplanet Science Institute, Caltech), Crystal L. Gnilka (NASA Ames Navorsingsentrum), Nicholas J. Scott (NASA Ames Navorsingsentrum), David R. Ciardi (Exoplanet Science Institute, Caltech), Mark E. Everett (NSF se NOIRLab), Zachary D. Hartman (Lowell Sterrewag & Departement van Fisika en Sterrekunde, Georgia State University), en Lea A. Hirsch (Kavli Instituut vir Deeltjie Astrofisika en Kosmologie, Stanford Universiteit).
NSF se NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory), die Amerikaanse sentrum vir grondgebaseerde optiese-infrarooi sterrekunde, bedryf die internasionale Gemini Observatory ('n fasiliteit van NSF, NRC-Kanada, ANID-Chili, MCTIC-Brasilië, MINCyT-Argentinië , en KASI-Republiek van Korea), Kitt Peak Nasionale Sterrewag (KPNO), Cerro Tololo Inter-Amerikaanse Sterrewag (CTIO), die Gemeenskapswetenskap en Datasentrum (CSDC), en Vera C. Rubin Sterrewag (in samewerking met die Departement bedryf) van Energie se SLAC National Accelerator Laboratory). Dit word bestuur deur die Vereniging van Universiteite vir Navorsing in Sterrekunde (AURA) kragtens 'n samewerkingsooreenkoms met NSF en het sy hoofkwartier in Tucson, Arizona. Die astronomiese gemeenskap is geëerd om die geleentheid te hê om astronomiese navorsing te doen oor Iolkam Du'ag (Kitt Peak) in Arizona, op Maunakea in Hawai'i, en oor Cerro Tololo en Cerro Pachón in Chili. Ons erken en erken die baie belangrike kulturele rol en eerbied wat hierdie terreine het onderskeidelik vir die Tohono O'odham-nasie, die inheemse Hawaiiaanse gemeenskap en die plaaslike gemeenskappe in Chili.
