εκείνοι εξωηλιακός πλανήτης Η αποστολή Khufu αποκάλυψε ότι ένας εξωπλανήτης που περιστρέφεται γύρω από το άστρο του σε μια μέρα έχει παραμορφωμένο σχήμα που μοιάζει περισσότερο με μπάλα ράγκμπι παρά με μπάλα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύεται η παραμόρφωση ενός εξωπλανήτη, παρέχοντας νέες γνώσεις για την εσωτερική δομή αυτών των πλανητών που αγκαλιάζουν τα αστέρια.
Ο πλανήτης γνωστός ως WASP-103b βρίσκεται στον αστερισμό του Ηρακλή. Έχει παραμορφωθεί από ισχυρές παλιρροϊκές δυνάμεις μεταξύ του πλανήτη και του αστέρα-ξενιστή του WASP-103, που είναι περίπου 200 βαθμούς θερμότερος και 1,7 φορές μεγαλύτερος από τον Ήλιο.
παλιρροϊκή έλξη
Βιώνουμε παλίρροιες στους ωκεανούς της Γης κυρίως λόγω του ότι η Σελήνη σέρνεται λίγο στον πλανήτη μας καθώς περιφέρεται γύρω μας. Ο Ήλιος έχει επίσης μια μικρή αλλά σημαντική επίδραση στις παλίρροιες, ωστόσο είναι πολύ μακριά από τη Γη για να προκαλέσει μεγάλες παραμορφώσεις στον πλανήτη μας. Δεν μπορούμε να πούμε το ίδιο για τον WASP-103b, έναν πλανήτη σχεδόν το διπλάσιο του μεγέθους του Ζεύς Με τη μάζα του 1,5 φορές, περιφέρεται γύρω από τον ξενιστή του σε λιγότερο από μία ημέρα. Οι αστρονόμοι υποψιάζονταν ότι μια τέτοια κοντινή απόσταση θα προκαλούσε υπερπαλιρροιακή παλίρροια, αλλά μέχρι στιγμής δεν έχουν καταφέρει να τις μετρήσουν.
Ο Khufu αποκαλύπτει έναν εξωπλανήτη σε σχήμα μπάλας ράγκμπι. Πίστωση: ESA
Χρησιμοποιώντας νέα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Khufu της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, μαζί με δεδομένα που έχουν ήδη ληφθεί πριν NASA/το οποίο – το οποίο Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble Με το διαστημικό τηλεσκόπιο Spitzer της NASA, οι αστρονόμοι μπόρεσαν τώρα να ανακαλύψουν πώς οι παλιρροϊκές δυνάμεις παραμορφώνουν τον εξωπλανήτη WASP-103b από μια συνηθισμένη σφαίρα σε σχήμα σφαίρας ράγκμπι.
Το Khufu μετρά τη διέλευση ενός εξωπλανήτη – η πτώση του φωτός συμβαίνει όταν ένας πλανήτης περνά μπροστά από το αστέρι του από τη δική μας οπτική γωνία. Η μελέτη του σχήματος της καμπύλης φωτός συνήθως αποκαλύπτει λεπτομέρειες για τον πλανήτη, όπως το μέγεθός του. Η υψηλή ακρίβεια του Cheops σε συνδυασμό με την ευελιξία καθοδήγησής του, η οποία επιτρέπει στον δορυφόρο να επιστρέψει στον στόχο και να παρακολουθεί πολλαπλές διελεύσεις, επέτρεψε στους αστρονόμους να ανιχνεύσουν το ακριβές σήμα της παλιρροιακής παραμόρφωσης του WASP-103b. Αυτή η χαρακτηριστική υπογραφή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αποκαλύψει περισσότερα για τον πλανήτη.
«Είναι απίστευτο ότι ο Khufu μπόρεσε πραγματικά να ανιχνεύσει μια τόσο μικρή παραμόρφωση», λέει ο Jacques Lascar του Παρατηρητηρίου του Παρισιού, του Πανεπιστημίου Επιστημών και Γραμμάτων του Παρισιού και συν-συγγραφέας της έρευνας. «Είναι η πρώτη φορά που γίνεται μια τέτοια ανάλυση και μπορούμε να ελπίζουμε ότι οι παρατηρήσεις για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα θα ενισχύσουν αυτή την παρατήρηση και θα οδηγήσουν σε καλύτερη γνώση της εσωτερικής δομής του πλανήτη».
φουσκωμένος πλανήτης
Η ομάδα μπόρεσε να χρησιμοποιήσει την καμπύλη διέλευσης φωτός του WASP-103b για να εξαγάγει μια μεταβλητή – τον αριθμό αγάπης – που μετρά τον τρόπο με τον οποίο η μάζα κατανέμεται στον πλανήτη. Η κατανόηση του τρόπου κατανομής της μάζας μπορεί να αποκαλύψει λεπτομέρειες σχετικά με την εσωτερική δομή ενός πλανήτη.
«Η αντοχή ενός υλικού στην παραμόρφωση εξαρτάται από τη σύνθεσή του», εξηγεί η Susana Barros του Ινστιτούτου Αστρονομίας και του Πανεπιστημίου του Πόρτο, Πορτογαλία, και επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας. «Για παράδειγμα, εδώ στη Γη έχουμε παλίρροιες λόγω της σελήνης και του ήλιου, αλλά μπορούμε να δούμε μόνο παλίρροιες των ωκεανών. Το βραχώδες μέρος δεν κινείται πολύ. Μετρώντας πόσο παραμορφωμένος είναι ο πλανήτης, μπορούμε να πούμε πόσο βραχώδης είναι , αέρια ή υδαρή.”
Ο αριθμός αγάπης για το WASP-103b είναι παρόμοιος με αυτόν του Δία, που αρχικά δείχνει ότι η εσωτερική δομή είναι παρόμοια, αν και το WASP-103b έχει διπλάσια ακτίνα.
“Καταρχήν, θα περιμέναμε έναν πλανήτη με μάζα 1,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του Δία να έχει περίπου το ίδιο μέγεθος, επομένως ο WASP-103b θα πρέπει να είναι πολύ διογκωμένος λόγω της θέρμανσης των άστρων του και πιθανώς άλλων μηχανισμών”, λέει η Susanna.
“Εάν μπορούμε να επιβεβαιώσουμε τις λεπτομέρειες της εσωτερικής του δομής μέσω μελλοντικών παρατηρήσεων, ίσως μπορούμε να καταλάβουμε καλύτερα τι τον κάνει τόσο φουσκωμένο. Η γνώση του μεγέθους του πυρήνα αυτού του εξωπλανήτη θα είναι επίσης σημαντική για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου σχηματισμού του.”
Δεδομένου ότι η αβεβαιότητα στον αριθμό του Love είναι ακόμα πολύ υψηλή, θα απαιτηθούν μελλοντικές παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Khufu και το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb (WEB) για την αποκρυπτογράφηση των λεπτομερειών. Η πολύ υψηλή ανάλυση του Webb θα βελτιώσει τις μετρήσεις παλιρροϊκής παραμόρφωσης των εξωπλανητών, επιτρέποντας μια καλύτερη σύγκριση μεταξύ αυτών των λεγόμενων «καυτών Δίας» και των γιγάντιων πλανητών του ηλιακού συστήματος.
μυστηριώδης κίνηση
Ένα άλλο μυστήριο περιβάλλει επίσης το WASP-103b. Οι παλιρροϊκές αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενός άστρου και ενός πλανήτη πολύ κοντά στο μέγεθος του Δία θα μείωναν συνήθως την τροχιακή περίοδο του πλανήτη, φέρνοντάς τον προοδευτικά πιο κοντά στο αστέρι πριν το καταπιεί τελικά το μητρικό αστέρι. Ωστόσο, οι μετρήσεις του WASP-103b φαίνεται να δείχνουν ότι η τροχιακή περίοδος μπορεί να αυξάνεται και ο πλανήτης απομακρύνεται αργά από το αστέρι. Αυτό μπορεί να υποδηλώνει ότι κάτι διαφορετικό από τις παλιρροϊκές δυνάμεις είναι ο κυρίαρχος παράγοντας που επηρεάζει τον πλανήτη.
Η Susanna και οι συνεργάτες της εξέτασαν άλλα πιθανά σενάρια, όπως η επίδραση του αστεριού συντρόφου του οικοδεσπότη στη δυναμική του συστήματος ή η τροχιά του πλανήτη να είναι ελαφρώς ελλειπτική. Δεν μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν αυτά τα σενάρια, αλλά ούτε και να τα αποκλείσουν. Είναι επίσης πιθανό ότι η τροχιακή περίοδος στην πραγματικότητα μειώνεται, αντί να αυξάνεται, αλλά μόνο πρόσθετες παρατηρήσεις των διελεύσεων του WASP-103b με τον Khufu και άλλα τηλεσκόπια θα βοηθήσουν να ρίξει φως σε αυτό το μυστήριο.
«Το μέγεθος της επίδρασης της παλιρροιακής παραμόρφωσης στην καμπύλη του παροδικού φωτός των εξωπλανητών είναι πολύ μικρό, αλλά χάρη στην πολύ υψηλή ανάλυση του Khufu, μπορούμε να το δούμε αυτό για πρώτη φορά», λέει η Katie Isaac, επιστήμονας του προγράμματος Khufu στην Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία. . “Αυτή η μελέτη είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα των πολύ διαφορετικών ερωτημάτων που μπορούν να απαντήσουν οι επιστήμονες των εξωπλανητών με τον Khufu, καταδεικνύοντας τη σημασία αυτής της ευέλικτης αποστολής παρακολούθησης.”
Αναφορά: «Ανίχνευση παλιρροϊκής παραμόρφωσης του WASP-103b στους 3 °C χρησιμοποιώντας CHEOPS» από SCC Barrosg, B. Akinsanmi, G. Boué, AMS Smith, J. Laskar, S. Ulmer-Moll, J. Lillo-Box, D. Queloz, Α. Collier Cameron, S. G. Sousa, D. Ehrenreich, M. J. Hooton, G. Bruno, Β.-Ο. Demore, ACM Korea, ODS Demangeon, T. G. Wilson, A. Bonfanti, S. Hoyer, Y. Alibert, R. Alonso, G. Anglada Escudé, D. Barbato, T. Bárczy, D. Barrado, W. Baumjohann, M. Beck, T. Beck, W. Davies, M. Delwell, A. Dillin, L. Delries, A. Erickson, A. K. Heng, L. Kiss, A. Lecavelier des Etangs, M. Lendl, C. Lovis, D. Magrin, V. Nascimbeni, PFL Maxted, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Pallé, H . Parviainen, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I. Ribas, N. C. Santos, G. Scandariato, D. Ségransan, A. E. Simon, M. Steller, Gy. M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, B. Ulmer, V. Van Grootel και N. A. Walton, 11 Ιανουαρίου 2022, Αστρονομία και αστροφυσική.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202142196
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”