Een wereld buiten het zonnestelsel bedekt met water?

Met behulp van instrumenten die deels in Canada zijn ontworpen, heeft een team van astronomen van de Universiteit van Montreal een exoplaneet ontdekt die volledig door water kan worden bedekt, een doel dat ze binnenkort met de Webb-telescoop hopen te observeren.

Charles Kedio, de doctoraalstudent die de ontdekking van een exoplaneet TOI-1452 leidde. Foto met dank aan Cadiux.

Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Charles Kedio, een Ph.D. Student aan de Universiteit van Montreal en lid van Instituut voor Exoplaneet Onderzoek (iREx)kondigde de ontdekking aan van een exoplaneet in een baan om TOI-1452, een van de twee kleine sterren in een dubbelstersysteem in het sterrenbeeld Draco, ongeveer 100 lichtjaar van de aarde.

De exoplaneet, bekend als TOI-1452 b, is iets groter en massiever dan de aarde en bevindt zich op een afstand van zijn ster waar het niet te warm of te koud zou zijn voor vloeibaar water op het oppervlak. Astronomen geloven dat het een ‘oceaanplaneet’ zou kunnen zijn, een planeet die volledig bedekt is met een dikke laag water, vergelijkbaar met sommige manen van Jupiter en Saturnus.

in Artikel gepubliceerd op 12 augustus in Astronomisch TijdschriftCudio en zijn team beschrijven waarnemingen die de aard en kenmerken van deze unieke exoplaneet hebben opgehelderd.

“Ik ben erg trots op deze ontdekking omdat het het hoge niveau van onze onderzoekers en tools laat zien”, zei hij. René Doyonprofessor aan de Universiteit van Montreal en directeur van iREx en Observatoire du Mont-Mégantic (OMM). “De eer gaat naar OMM, een speciaal hulpmiddel dat in onze laboratoria is ontworpen en genaamd Spiro En een innovatieve analytische methode ontwikkeld door ons onderzoeksteam waarmee we deze unieke exoplaneet hebben kunnen ontdekken.”

De hoofdrol van het Monte Magnetic Observatory

Het Observatoire du Mont-Mégantic, gelegen in de Eastern Townships van Quebec, herbergt een telescoop van 16 meter die nuttig was bij het bevestigen van deze ontdekking. aan hem toegeschreven: Amir Shushan, Universiteit van Montreal.

Het was NASA’s TESS-ruimtetelescoop, die de hele hemel scant op planetaire systemen die vergelijkbaar zijn met de onze, die de onderzoekers op het TOI-1452 b-spoor zette. Op basis van het TESS-signaal, dat elke 11 dagen een lichte afname in helderheid liet zien, voorspelden astronomen een planeet met een diameter van ongeveer 70% meer dan de aarde.

Charles Cadieux behoort tot een groep astronomen die op de grond waarnemingen doen van de kandidaten die door TESS zijn geïdentificeerd om het type en de kenmerken van hun planeet te bevestigen. hij gebruikt pestoeen camera gemonteerd op de OMM-telescoop, ontwikkeld door een professor aan de Universiteit van Montreal David Lavrenier en Ph.D. Student François-René LaChapelle.

“OMM heeft een belangrijke rol gespeeld bij het bevestigen van de aard van dit signaal en het schatten van de straal van de planeet”, legt Cadio uit. “Dit was geen routinecontrole. We moesten er zeker van zijn dat het door TESS gedetecteerde signaal inderdaad werd veroorzaakt door een exoplaneet in een baan om TOI-1452, de twee grootste sterren in dat dubbelstersysteem.”

De gastster TOI-1452 is veel kleiner dan onze zon en is een van de twee sterren van vergelijkbare grootte in een dubbelstersysteem. De twee sterren draaien om elkaar heen en staan ​​op zo’n kleine afstand van elkaar – 97 astronomische eenheden, of ongeveer twee en een half keer de afstand tussen de zon en Pluto – dat de TESS-telescoop ze als een enkel lichtpunt ziet. Maar de resolutie van PESTO is hoog genoeg om de twee objecten van elkaar te onderscheiden, en de beelden toonden aan dat de exoplaneet in een baan om TOI-1452 draaide, wat werd bevestigd door latere observaties door een Japans team.

De vindingrijkheid van Quebec aan het werk

Het SPIRou-instrument, mede ontworpen door een Canadees team, maakte het mogelijk om de massa van de exoplaneet te bepalen, en daarmee de aard ervan. aan hem toegeschreven: S.Chastanet – CNRS / OMP.

Om de massa van de planeet te bepalen, observeerden de onderzoekers het systeem met SPIRou, een instrument geïnstalleerd op de Canada, France en Hawaii Telescope in Hawaï. SPIRou is grotendeels ontworpen in Canada en is ideaal voor het bestuderen van sterren met een lage massa, zoals TOI-1452, omdat het werkt in het infraroodspectrum, waar deze sterren het helderst zijn. Tot die tijd kostte het meer dan 50 uur observatie om de massa van de planeet te schatten, waarvan wordt aangenomen dat deze ongeveer vijf keer de massa van de aarde is.

Onderzoekers Etienne Artegau En de Neil Cook, ook met iREx aan de Universiteit van Montreal, speelde een sleutelrol in data-analyse. Ze hebben een krachtige analytische methode ontwikkeld die de planeet kan detecteren in de gegevens die met SPIRou zijn verzameld. LBL-methode [for line-by-line] ]stelt ons in staat om de gegevens die met SPIRou zijn verkregen te zuiveren van veel van de signalen van de parasieten en om de zwakke signatuur van planeten te onthullen, zoals die zijn gedetecteerd door ons team, “legde Artigau uit.

Het team omvat ook onderzoekers uit Quebec Farbod Jahander En de Thomas Vandal, twee Ph.D. Studenten aan de Universiteit van Montreal. Jahandar analyseerde de samenstelling van de gastster, wat handig is voor het beperken van de interne structuur van de planeet, terwijl Vandal deelnam aan de analyse van gegevens verzameld met SPIRou.

water wereld

TOI-1452 b is waarschijnlijk net zo rotsachtig als de aarde, maar zijn straal, massa en dichtheid wijzen op een heel andere wereld dan de onze. De aarde is in feite een zeer droge planeet; Hoewel we het soms de blauwe planeet noemen, omdat ongeveer 70% van het oppervlak bedekt is door de oceaan, vormt water eigenlijk maar een klein deel van zijn massa – minder dan 1%.

Op sommige exoplaneten is mogelijk meer water aanwezig. In de afgelopen jaren hebben astronomen de straal en massa van verschillende exoplaneten met een grootte tussen de aarde en Neptunus (ongeveer 3,8 keer groter dan de aarde) geïdentificeerd en bepaald. Sommige van deze planeten hebben een dichtheid die alleen kan worden verklaard als een aanzienlijk deel van hun massa bestaat uit vluchtige stoffen zoals water. Deze virtuele werelden worden “oceaanplaneten” genoemd.

“TOI-1452 b is een van de beste kandidaten voor een oceaanplaneet die we tot nu toe hebben ontdekt”, zei Cadiux. “De straal en massa wijzen op een veel lagere dichtheid dan je zou verwachten voor een planeet die voornamelijk uit metaal en gesteente bestaat, zoals de aarde.”

Een artistieke weergave van het oppervlak van TOI-1452 b, dat een “oceaanplaneet” zou kunnen zijn, d.w.z. een planeet die volledig bedekt is met een dikke laag vloeibaar water. aan hem toegeschreven: Benoit Gougeon, Universiteit van Montreal.

Mykhaylo Plotnykov en Diana Valencia van de Universiteit van Toronto zijn gespecialiseerd in het modelleren van het interieur van de buitenste planeten. Hun analyse van TOI-1452 b laat zien dat water tot 30% van zijn massa kan uitmaken, een aandeel dat vergelijkbaar is met dat van sommige natuurlijke satellieten in ons zonnestelsel, zoals de manen Ganymedes en Callisto van Jupiter en de manen Titan en Enceladus van Saturnus. . .

Volgen…

Een exoplaneet zoals TOI-1452 b is een ideale kandidaat voor verdere observatie met behulp van James Webb RuimtetelescoopOf kortweg Webb. Het is een van de weinige bekende gematigde planeten met kenmerken die consistent zijn met een oceaanplaneet. Het is dicht genoeg bij de aarde dat onderzoekers kunnen hopen de atmosfeer te bestuderen en deze hypothese te testen. Gelukkig bevindt het zich in een deel van de lucht dat een telescoop het hele jaar door kan observeren.

“Onze waarnemingen met de Webb-telescoop zullen essentieel zijn voor een beter begrip van de TOI-1452 b”, zegt Doyon, die ook hoofdonderzoeker is van NIRISS, een van de vier wetenschappelijke instrumenten van de James Webb Space Telescope. “Zo snel mogelijk zullen we tijd op het web reserveren om getuige te zijn van deze vreemde en wonderbaarlijke wereld.”

Leer meer

Artikel “TOI-1452 b: SPIRou en TESS onthullen een superaarde in een gematigde baan die door een M4-dwerg gaatGeplaatst in Astronomisch Tijdschrift op mij 12 augustus. Naast Charles Kedio, René Doyon, Etienne Artegau, Neil Cook, Farbod Jahandar, Thomas Vandal van iREx aan de Universiteit van Montreal en Mikhailo Plotnikov en Diana Valencia van de Universiteit van Toronto, bestaat het onderzoeksteam uit Nicholas B. Cowan (iREx, MSI, McGill, Canada); Bjorn-Bennecke, Stéphane Pelletier en Antoine Darvaux-Bernier (Irex, Udem, Canada); Ryan Cloutier, voormalig lid van IREX (Harvard, VS); en 43 De co-auteurs komen uit Ontario, Frankrijk, Brazilië, de Verenigde Staten, Japan, Spanje, Zwitserland, Portugal, Hongarije, Duitsland en de Krim.

Media contact

Marie-Yves Naud
Coördinator onderwijs en publieksbereik
onderzoeksinstituut voor exoplaneten
Universiteit van Montréal
514-279-3222, [email protected]

Natalie Owlette
coördinator
onderzoeksinstituut voor exoplaneten
Universiteit van Montréal
[email protected]

wetenschappelijke communicatie

Charles Kedio
doctoraat leerling
Universiteit van Montréal
514-503-0176, [email protected]

René Doyon
Professor aan de Universiteit van Montreal
Directeur van het Exoplanet Research Institute
Directeur, Observatoire du Mont-Mégantic
514-349-5779, [email protected]

links

Multimedia

Verwant