Ontdek een excentrieke exoplaneet

Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Bern heeft een sub-exoplaneet van Neptunus ontdekt die rond een rode dwergster draait. De ontdekking werd ook gedaan dankzij waarnemingen van het SAINT-EX-observatorium in Mexico. SAINT-EX wordt beheerd door een consortium dat het Center for Space and Habitat (CSH) van de Universiteit van Bern en het National Center for Competence in Research van NCCR PlanetS omvat.

Kleine Rode Dwergen sterren en daarom koeler dan onze zon. Over sterren als deze, vloeibaar water mogelijk in planeten Dichter bij de ster dan bij ons zonnestelsel. De afstand tussen een exoplaneet en zijn ster is een kritische factor bij de ontdekking: hoe dichter de planeet erbij staat gastheer ster, hoe groter de kans dat het kan worden gedetecteerd.

In een recent gepubliceerd onderzoek in het tijdschrift, Astronomie en astrofysicaIn deze studie rapporteren onderzoekers onder leiding van Dr. Nicole Chanch van het CSH Center for Space and Habitat aan de Universiteit van Bern de ontdekking van een exoplaneet TOI-2257 b die in een baan om een ​​nabijgelegen rode dwerg draait. Nicole Schanci is ook lid van het National Center for Competence in Planetary Research, dat samen met de Universiteit van Genève wordt beheerd door de Universiteit van Bern.

Een speciale telescoop maakt deel uit van de oplossing

Exoplaneten die te ver van ons zonnestelsel verwijderd zijn, kunnen niet rechtstreeks met een telescoop worden waargenomen – ze zijn te klein en reflecteren heel weinig licht. Een manier om dergelijke planeten te ontdekken is echter om: doorvoermethode:. Dit houdt in dat telescopen worden gebruikt om te zoeken naar dips in de helderheid van een ster die optreden wanneer planeten voor de ster passeren. Herhaalde waarnemingen van dalingen in de helderheid van de ster geven nauwkeurige metingen van de planeet orbitaal rond de ster, en de diepte van de doorvoer stelt onderzoekers in staat om de diameter van de planeet te bepalen. In combinatie met schattingen van de massa van een planeet van andere methoden, zoals het gebruik van radiale snelheidsmetingen, kan de dichtheid van een planeet worden berekend.

De planeet TOI-2257 b werd aanvankelijk geïdentificeerd door gegevens van NASA’s TESS Transiting Exoplanet Space Telescope. De jonge ster werd vier maanden geobserveerd, maar door de hiaten tussen de waarnemingen was het niet duidelijk of de afname in helderheid kon worden verklaard door de transit van een planeet met een baan van 176, 88, 59, 44 of 35. dagen .

Het observeren van de ster met de Las Cumbres Observatory Global Telescope sloot later de mogelijkheid uit dat de planeet met een omlooptijd van 59 dagen de afname in helderheid had veroorzaakt. “Vervolgens wilden we kijken of een omlooptijd van 35 dagen mogelijk was”, legt Nicole Shanshi uit.

De SAINT-EX-telescoop in Mexico, in samenwerking met CSH en NCCR PlanetS, is ontworpen om rode dwergen en hun planeten in meer detail te bestuderen. SAINT-EX is een acroniem dat staat voor Search and Characterization of Transiting Exoplanets. Het project is genoemd ter ere van Antoine de Saint-Exupery (Saint-Exupery), de beroemde schrijver, dichter en vliegenier. SAINT-EX nam een ​​gedeeltelijke transit van TOI-2257 b waar en kon de exacte baanperiode van de exoplaneet rond zijn ster bevestigen, 35 dagen. “Na nog eens 35 dagen kon SAINT-EX de volledige doorvoer volgen, wat ons meer informatie gaf over de kenmerken van het systeem”, zegt co-auteur Robert Wells van CSH, die betrokken was bij de verwerking van de gegevens.

Een gematigde planeet met een onregelmatige baan

Met een omlooptijd van 35 dagen draait TOI-2257 b om de gastster op een afstand waar vloeibaar water op de planeet mogelijk is, en dus gunstige omstandigheden voor het ontstaan ​​van leven kunnen bestaan. Planeten in deze “bewoonbare zone” nabij een klein gebied rode dwergster Ze zijn gemakkelijker te bestuderen omdat ze kortere omlooptijden hebben en daarom vaker kunnen worden waargenomen. De straal van TOI-2257 b (2,2 keer groter dan de aarde) geeft aan dat de planeet nogal gasvormig is, met een hoge atmosferische druk die niet bevorderlijk is voor leven.

“We ontdekten dat TOI-2257 b geen cirkelvormige, concentrische orbitaal heeft”, legt Nicole Shansch uit. Het is zelfs de meest exotische planeet die ooit in een baan om een ​​koude ster draait. “Qua bewoonbaarheid is dat slecht nieuws”, vervolgt Nicole Shanchy. “Hoewel de gemiddelde planeettemperatuur comfortabel is, varieert deze van -80 graden Celsius tot ongeveer 100 graden Celsius, afhankelijk van waar de planeet zich in zijn baan bevindt, ver van of dichtbij de ster.” Een mogelijke verklaring voor deze verrassende baan is dat een gigantische planeet in het systeem op de loer ligt en de baan van TOI 2257 b verstoort. Aanvullende waarnemingen die de radiale snelheid van de ster meten, zullen helpen de centrale excentriciteit te bevestigen en te zoeken naar mogelijke extra planeten die niet kunnen worden waargenomen tijdens transits.

Filter voor monitoring met JWST

De James Webb Space Telescope (JWST), die op 25 december met succes werd gelanceerd, zal een revolutie teweegbrengen in de zoektocht naar de atmosferen van exoplaneten. Om prioriteit te geven aan goede kandidaten voor waarnemingen met behulp van JWST, is een transmissiespectrofotometer (TSM) ontwikkeld die verschillende systeemeigenschappen classificeert. De TOI-2257 b is goed gepositioneerd met betrekking tot TSM en is een van Neptunus’ meest aantrekkelijke subdoelen voor verdere observaties. “Vooral de planeet kan worden onderzocht op tekenen van kenmerken zoals waterdamp in de atmosfeer”, besluit Nicole Chanch.