Удивительно плотные проблем экзопланета теорий формирования планет

Новые детальные наблюдения с удобствами НФС NOIRLab выявить молодых экзопланет, вращающихся вокруг молодой звезды в Гиады кластера, что является необычайно густые для своего размера и возраста. При весе в 25 земных масс, и немного меньше, чем Нептун, существование эта экзопланета находится в противоречии с предсказаниями ведущих теорий формирования планет.

Новые наблюдения экзопланеты, известной как К2-25б, изготовленная с WIYN 0.9-метровом телескопе в Китт-Пик Национальной обсерватории (KPNO), программу НФС NOIRLab, на телескопе хобби-Эберли в обсерватории Макдональд и другие объекты, поднять новые вопросы о современных теориях формирования планеты [1]. Экзопланета была обнаружена необычно плотный для своего размера и возраста-ставят вопрос о том, как он пришел, чтобы существовать. Подробные результаты появятся в Астрономический журнал.

Немного меньше, чем Нептун, К2-25б орбитах м-карлик-самый распространенный тип звезд в галактике-в 3,5 дня. Планетная система является членом звездного скопления, неподалеку скопление молодых звезд в направлении созвездия Тельца. Система примерно 600 миллионов лет, и находится примерно в 150 световых лет от Земли.

Планет, размеры которых варьируются от тех, Земли и Нептуна общие спутники звезд в Млечном Пути, несмотря на то, что нет таких планет находится в нашей Солнечной системе. Понимание того, как эти «суб-Нептун» планеты формируются и развиваются граница, вопрос в исследованиях экзопланет.

Астрономы предсказывают, что планеты-гиганты образуют первый монтаж скромную рок-кернов льда в 5-10 раз больше массы Земли, а затем глазировочная себя в массивной газообразным конверте сотни раз превышает массу Земли. Результатом является газовым гигантом вроде Юпитера. К2-25б нарушает все правила этой классической картины: с массой 25 раз больше, чем земли и скромный по размерам, К2-25б почти все ядра и очень мало газовую оболочку. Эти странные свойства представляют две загадки для астрономов. Во-первых, откуда К2-25б собрать такую большую ядра, много раз 5-10 Земле-предел массы предсказывает теория? [2] а во-вторых, с его высокой основной массе … и последующее сильное гравитационное притяжение … как же его избежать накопления значительных газовую оболочку?

Команда обучающихся К2-25б найден результат удивительный. «К2-25б необычно», — сказал Гудмундур Стефанссона, научный сотрудник Принстонского университета, который возглавлял исследовательскую группу. По словам Стефанссона, экзопланета меньше по размеру, чем Нептун, но примерно в 1,5 раза массивнее. «Планета плотный для своего размера и возраста, в отличие от других молодых, суб-Нептун размеров планеты, орбите, близкой к их звезды хозяина», — говорит Стефанссон. «Как правило, эти миры наблюдаются низкая плотность … и некоторые даже продлили испарения атмосферы. К2-25б, с измерениями в руке, кажется, есть плотное ядро, либо каменистые или вода-богатый, с тонким конвертом».

Чтобы исследовать природу и происхождение К2-25б, астрономы определили его массу и плотность. Хотя размер экзопланеты сначала оценивали с помощью спутника НАСА «Кеплер», измерения размера был доработан с использованием высокоточных измерений от WIYN 0.9-метровом телескопе KPNO В и 3,5-метровый телескоп в обсерватории Апачи-Пойнт (АПО) в Нью-Мексико. Наблюдения, сделанные с помощью этих двух телескопов воспользовался простой, но эффективной методике, которая была разработана в рамках кандидатской диссертации по Стефанссон. Методика использует умный оптический компонент, называемый сконструированный диффузор, которые могут быть получены в готовом виде около 500$. Она растекается свет от звезды, чтобы покрыть больше пикселей на камере, позволяя яркости звезды во время транзита планеты, чтобы быть более точно измерена, и приводящ к в более высокой точности измерения размера орбите планеты, среди других параметров [3].

«Инновационный диффузор позволили лучше определить форму транзит и тем самым еще больше ограничить размер, плотность и состав планеты», — сказал Jayadev Rajagopal, астроном NOIRLab который также принимал участие в исследовании.

Для своей невысокой стоимости, диффузор доставляет негабарит научно возвращения. «Меньше апертуры телескопа, когда оборудованный с государством в самых современных, но недорогих, оборудование может быть платформами для высокой науки программы воздействия», — объясняет Rajagopal. «Очень точный экспозамер будет востребован для изучения звезд и планет в тандеме с космических миссий и больших апертур от Земли, и это иллюстрация той роли, которую скромных размеров 0.9-метрового телескопа могут играть в этих усилиях.»

Благодаря наблюдениям с диффузоров доступен на WIYN 0.9 метра и АПО 3.5-метрового телескопа, астрономы теперь могут предсказать с большей точностью, когда К2-25б для транзита своей звезды хозяина. Если раньше транзиты могут только быть предсказаны с точностью времени 30-40 минут, сейчас они известны с точностью до 20 секунд. Улучшение имеет решающее значение для планирования последующих наблюдений с услуг, таких как международный Близнецы обсерватории и космический телескоп «Джеймс Уэбб» [4].

Многие авторы данного исследования также участвуют в другой экзопланеты-охота проект на KPNO: в Найд спектрометр на WIYN 3.5-метрового телескопа. Найд позволяет астрономам измерять движение близлежащих звезд с предельной точностью-примерно в три раза лучше, чем у предыдущего поколения государство-оф-искусство инструменты, позволяя им обнаруживать, определять массу, и характеризовать экзопланеты как малые, как Земля.

Примечания

[1] планета изначально обнаруженных Кеплером в 2016 году. Детальные наблюдения для данного исследования были сделаны с помощью обитаемой зоне планеты Искатель на 11-метровом телескопе хобби-Эберли в обсерватории Макдональд.

[2] предсказание от теории заключается в том, что когда-то планет сформировали ядро 5-10 Земле-масс они начинают вместо того, чтобы обрастать газ: есть добавлено не более каменистый материал.

[3] диффузоры были впервые использованы для наблюдения экзопланеты в 2017 году.

[4] Призрак, на Субару, будет использоваться для осуществления транзитной спектроскопии экзопланет нашли Кеплер и Тесс. Их список включает в себя звезду К2-25.

почувствуйте разницу: спонсорские возможности