Szuperföldeket talált a TESS egy szabadszemes csillag körül

11134

Kompakt bolygórendszert talált a TESS-űrtávcső a mindössze 32 parszek távolságra lévő HR 858 jelzésű csillag körül. A hat magnitúdós csillag előtt három bolygó vonult el, mindegyik nagyjából kétszer akkora, mint a Föld.

A TESS megfigyelési területei az égtérképen. A vastag fekete vonal a galaktikus síkot, a vékony fekete vonal pedig az ekliptikát (a Nap látszólagos égi útját) jelöli. A különböző színű négyzetek jelölik, hogy az adott égterületet a TESS melyik kamerája figyeli. (Forrás: https://tess.mit.edu/observations/)

A Kemence (Fornax) csillagképben látható csillag egy vizuális kettős egyik fele, amely még épphogy látható szabad szemmel. A HR 858-at a 3-as és 4-es szektorban figyelték meg. A 3-as szektorban 30 percenként észlelték a szektor szélén elhelyezkedő csillagot. A 4-es szektorban kétpercenként készült felvétel róla.

A baloldali képen a HR 858 a Pan-STARRS égboltfelmérő program felvételén. A lila és vörös vonalak a TESS fényességmérési határvonalait jelzik a 3-as és 4-es szektorban. A jobboldali képen a TESS összegzett felvétele látható. (Forrás: Vanderburg et al.)

Andrew Vanderburg (Texasi Egyetem) és munkatársai megvizsgálták a TESS adatait, és új módszerekkel modellezték le a bolygórendszert. Miután sikerült kiküszöbölniük a műszeres hibákat (például azokat, amelyeket a fedélzeti fűtőberendezés véletlen bekapcsolása okozott), megkapták a HR 858 fénygörbéjét. Ha egy csillag körül bolygók keringenek, és a megfigyelési idő alatt valamelyik bolygó elhalad a csillag előtt, akkor fényességcsökkenést tapasztalunk. A vizsgálat korai fázisában rögtön két lehetséges bolygóra derült fény: 3,59, illetve 5,97 napos periódussal. Amikor a 3-as és 4-es szektor fénygörbéjét összeillesztették, egy újabb jelöltet találtak, amelynek 11,23 nap a periódusa.

A HR 858-as jelzésű csillag 3-as és 4-es szektorban megfigyelt fénygörbéje. Az x-tengelyen a baricentrikus julián dátum (BJD) mínusz 2457000 nap, az y-tengelyen pedig a relatív fényesség szerepel. A szürke adatpontok jelölik az egyes méréseket. A lila vonal hosszú, függőleges törései pedig a bolygóátvonulásokat. (Forrás: Vanderburg et al.)

A kutatók archív adatokkal és a nyomonkövetéssel zárták ki a hamis pozitív eredményeket. Arra jutottak, hogy a közeli csillagok túl halványak ahhoz, hogy jelentősen befolyásolják a HR 858 fényességét. Spektroszkópiai megfigyelések igazolták, hogy a HR 858 nem egy kettőscsillag-rendszer része, így biztossá vált, hogy a bolygójelöltek valóban bolygók. A szerzők találtak egy halvány csillagtársat a HR 858 mellett, a HR 858 B-t, amely nagyjából azonos sebességgel mozog.

A HR 858 b, c és d jelzéssel ellátott exobolygóknak nagyon rövid a keringési idejük, úgyhogy közel kell lenniük a csillagukhoz. A tranzitok elemzése azt mutatta, hogy mindhárom szuperföld, vagyis körülbelül kétszer akkora, mint a Föld. A kőzetbolygók alkotta kis rendszerek nem ismeretlenek a számunkra, de az mindenképp különlegessé teszi ezt a rendszert, hogy a HR 858 b és a HR 858 c jelű bolygók középmozgás-rezonanciában (mean motion resonance) lehetnek. Ez azt jelenti, hogy a két bolygó keringési periódusának aránya egész számokkal leírható. (A HR 858 b és c esetében ez az arány 3:5.) Az ehhez hasonló, eddig felfedezett kompakt, több bolygós rendszerek ritkák és távoliak. Mivel a középmozgás-rezonancia szerepet játszhat a bolygóformálódásban, érdemes ebből a szemszögből is megvizsgálni a HR 858-at.

Az is lehetséges, hogy a bolygók keringési síkja megdőlt, és nem merőleges a HR 858 forgástengelyére. A kutatók szerint a HR 858 B csillag lehet ezért a felelős: hatást gyakorolhatott a korongra, amelyből a bolygók létrejöttek. Ezt hosszú távú, utánkövetéses vizsgálatokkal lehet igazolni, ahogy a HR 858 b és c jelzésű bolygó esetleges középmozgás-rezonanciáját is.

A jelenleg ismert, legalább három bolygóval rendelkező rendszerek. Az x-tengely a bolygó keringési periódusát, az y-tengely pedig a csillaga Gaia G hullámhossztartományban mért látszólagos fényességét mutatja. A körök jelzik az egyes rendszerek bolygóit és azok relatív méretét. A körök színe a bolygó csillagának hőmérsékletére utal. A HR 858 a legfényesebb csillagot tartalmazó rendszer az ábrán. A középmozgás-rezonanciában lévő bolygókat lila körvonallal emelték ki. (Forrás: Vanderburg et al.)

 

Az eredményeket bemutató szakcikk: TESS Spots a Compact System of Super-Earths around the Naked-Eye Star HR 858

Hozzászólás

hozzászólás