ביצוע אמן של TOI-1798, מערכת פלנטרית המהווה בית לשני כוכבי לכת. קטלוג המסות החדש של TESS-Keck מראה שכוכב הלכת החיצוני הוא תת-נפטון עם תקופת מסלול של שמונה ימים; כוכב הלכת הפנימי הוא סופר-אדמה מוזר שמסתובב כל כך קרוב לכוכב שלו, שנה אחת בעולם הזר הזה נמשכת רק חצי יום כדור הארץ. קרדיט: מצפה הכוכבים WM Keck/אדם מקרנקו
סקר TESS-Keck של נאס"א מספק פרטים על המסה והצפיפות של 126 כוכבי לכת.
למרות שאלפי כוכבי לכת התגלו המקיפים כוכבים אחרים, ההבנה שלנו לגביהם נותרה מוגבלת. א נאס"א קטלוג המציג 126 עולמות אקזוטיים שהתגלו לאחרונה מספק מדידות מפורטות, המאפשרות השוואה עם מערכת השמש שלנו.
הקטלוג מפרט שילוב מרתק של סוגי כוכבי לכת מעבר למערכת השמש שלנו, מעולמות נדירים עם סביבות קיצוניות ועד כאלה שיכולים אולי לתמוך בחיים.
כוכבי הלכת נותחו על ידי צוות גדול ובינלאומי של מדענים המשתמשים בלוויין ה-Transiting Exoplanet Survey של נאס"א (TESS) בשיתוף עם מצפה הכוכבים WM Keck במאונקיאה, הוואי. הם מתוארים במהדורה האחרונה של ה כתב עת אסטרופיזי לְהַשְׁלִים.
תובנות מדעיות ממסה אקסופלנטרית ורדיוס
"למעט יחסית מכוכבי הלכת החיצוניים הידועים בעבר יש מדידה של המסה והרדיוס כאחד. השילוב של המדידות האלה אומר לנו ממה כוכבי הלכת יכולים להיות מורכבים וכיצד הם נוצרו", אמר סטיבן קיין, אסטרופיזיקאי אוניברסיטת אוניברסיטת ריברסייד וחוקר ראשי של סקר TESS-Keck.
"עם המידע הזה, אנחנו יכולים להתחיל לענות על שאלות לגבי היכן מערכת השמש שלנו מתאימה לשטיח הגדול של מערכות פלנטריות אחרות", אמר קיין.
צוות המחקר השקיע שלוש שנים בפיתוח הקטלוג. הם ניתחו יותר מ-13,000 מדידות של מהירות רדיאלית (RV) כדי לחשב את המסות של 120 כוכבי לכת מאושרים, ועוד שישה כוכבי לכת מועמדים, הפרושים על פני השמים הצפוניים.
תפיסת אמן של 126 כוכבי לכת בקטלוג הסקר האחרון של TESS-Keck מבוססת על נתונים הכוללים רדיוס כוכב הלכת, מסה, צפיפות וטמפרטורה. סימני שאלה מייצגים כוכבי לכת הדורשים יותר נתונים לאפיון מלא. קרדיט: מצפה הכוכבים WM Keck/אדם מקרנקו
למרות שכוכבי הלכת עצמם אינם נראים לעין, יש להם השפעה נראית לעין. בעודם מקיפים אותם, כוכבי הלכת מושכים את הכוכבים המארח שלהם, וגורמים להם "להתנדנד". כאשר הכוכב נע לעבר טלסקופ, האור הנראה שלו הופך מעט יותר כחול; כאשר הוא מתרחק מאיתנו, האור משתנה מעט יותר אדום.
זה מאוד דומה לאופן שבו קול מתנהג. בשל אפקט הדופלר, הצפירה של רכב כיבוי מתגברת ככל שהיא מתקרבת ונשמעת בצלילים נמוך יותר ככל שהיא מתרחקת.
הבנת מערכות פלנטריות באמצעות מהירות רדיאלית
"מדידות קרוואנים אלו מאפשרות לאסטרונומים לזהות וללמוד את המאפיינים של המערכות האקסו-פלנטריות הללו. כאשר אנו רואים כוכב מתנדנד בקביעות קדימה ואחורה, אנו יכולים להסיק על נוכחות של כוכב לכת שמסתובב ולמדוד את המסה של כוכב הלכת", אמר איאן קרוספילד, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת קנזס ומחבר שותף בקטלוג.
כמה כוכבי לכת בסקר TESS-Keck בולטים כאבני בוחן להעמקת ההבנה של אסטרונומים לגבי הדרכים המגוונות שבהן כוכבי לכת נוצרים ומתפתחים.
מאמר סקר קשור שחיברה סטודנטית לתואר שני ב-UCR, מישל היל, מכריז על גילוי של שני כוכבי לכת חדשים המקיפים כוכב כמו השמש שלנו. הראשון הוא "תת-שַׁבְתַאִי"כוכב לכת עם מסה ורדיוס שנמצאים בין אלה של נפטון ושבתאי.
"יש ויכוח מתמשך אם כוכבי לכת תת-שבתאי הם באמת נדירים, או אם אנחנו פשוט גרועים בלמצוא כוכבי לכת כאלה", אמר היל. "אז, כוכב הלכת הזה, TOI-1386 b, הוא תוספת חשובה לדמוגרפיה זו של כוכבי לכת."
TOI-1386 b לוקח רק 26 ימים להקיף את הכוכב שלו. בינתיים, לשכנו, כוכב לכת עם מסה קרובה לזו של שבתאי, לוקח 227 ימים להקיף את אותו כוכב.
גדלים ומסלולים פלנטריים מגוונים
מאמר סקר נוסף שחיברה סטודנטית לתואר שני ב-UCR, דריה פידהורודסקה, מתאר כוכב לכת בגודל של כמחצית מגודלו של נפטון, שלוקח רק 19 ימים להקיף את הכוכב שלו, שדומה מאוד לשמש שלנו.
"כוכבי לכת קטנים יותר מנפטון אך גדולים מכדור הארץ הם העולמות הנפוצים ביותר בגלקסיה שלנו, אך הם נעדרים ממערכת השמש שלנו. בכל פעם שמתגלה חדש, אנו נזכרים עד כמה היקום שלנו מגוון, וכי הקיום שלנו בקוסמוס עשוי להיות ייחודי יותר ממה שאנו יכולים להבין", אמר פידהורודסקה.
יש הרבה כוכבים שאינם דומים לשמש שלנו. אם מדענים רוצים לערוך השוואות ראויות בין העולם שלנו לאחרים, הם צריכים למצוא כוכבים בגיל, גודל ומסה דומים. "אז נוכל לעשות השוואות בין תפוחים לתפוחים", אמר קיין. "זה החלק המרגש של המסמכים שהפיקו מישל ודריה, כי הם מאפשרים זאת."
גם כוכבי לכת עם מסלולים קיצוניים וקצרים במיוחד סביב כוכבים שלא כמו השמש שלנו מפורטים גם הם בקטלוג. אחד כל כך קרוב לכוכב הגמד הכתום שלו שהוא משלים את המסלול תוך פחות מ-12 שעות.
"TOI-1798 c מקיף את הכוכב שלו כל כך מהר ששנה אחת על כוכב הלכת הזה נמשכת פחות מחצי יום על כדור הארץ. בגלל קרבתם לכוכבים המארחים שלהם, כוכבי לכת כמו זה הם גם חמים במיוחד – מקבלים יותר מפי 3,000 מהקרינה שכדור הארץ מקבל מהשמש", אמר אלכס פולנסקי, סטודנט לתואר שני לפיזיקה ואסטרונומיה באוניברסיטת קנזס והמחבר הראשי של הספר נייר קטלוגי.
"התקיים בסביבה הקיצונית הזו אומר שכוכב הלכת הזה איבד ככל הנראה כל אטמוספירה שהוא יצר בתחילה", אמר פולנסקי.
בסופו של דבר, הקטלוג החדש הזה מייצג תרומה מרכזית הן למשימת TESS של נאס"א, והן לתשובה לשאלה האם כוכבי לכת אחרים מסוגלים לארח חיים כפי שאנו מכירים אותם.
"האם אנחנו יוצאי דופן? חבר המושבעים עדיין בעניין הזה, אבל הקטלוג ההמוני החדש שלנו מייצג צעד גדול לקראת תשובה לשאלה הזו", אמר קיין.
