Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

TRAPPIST-1 planetbaner er ikke forkert justeret

Kunstnerens indtryk af TRAPPIST-1 exoplanetsystemet. Kredit:NAOJ

Astronomer, der bruger Subaru-teleskopet, har fastslået, at de jordlignende planeter i TRAPPIST-1-systemet ikke er væsentligt forkert justeret med stjernens rotation. Dette er et vigtigt resultat for at forstå udviklingen af ​​planetsystemer omkring stjerner med meget lav masse generelt, og især historien om TRAPPIST-1-planeterne inklusive dem nær den beboelige zone.

Stjerner som Solen er ikke statiske, men roterer om en akse. Denne rotation er mest mærkbar, når der er træk som solpletter på stjernens overflade. I solsystemet, alle planeternes kredsløb er justeret til inden for 6 grader med Solens rotation. Tidligere blev det antaget, at planetariske baner ville være på linje med stjernens rotation, men der er nu mange kendte eksempler på exoplanetsystemer, hvor planetbanerne er stærkt forkert justeret med den centrale stjernes rotation. Dette rejser spørgsmålet:kan planetsystemer dannes ude af justering, eller startede de observerede fejljusterede systemer justeret og blev senere smidt ud af justering af en eller anden forstyrrelse?

TRAPPIST-1-systemet har tiltrukket sig opmærksomhed, fordi det har tre små klippeplaneter placeret i eller nær den beboelige zone, hvor flydende vand kan eksistere. Den centrale stjerne er en meget lav masse og kølig stjerne, kaldet en M dværg, og disse planeter er placeret meget tæt på den centrale stjerne. Derfor, dette planetsystem er meget forskelligt fra vores solsystem. Det er vigtigt at bestemme historien om dette system, fordi det kan hjælpe med at afgøre, om nogen af ​​de potentielt beboelige planeter faktisk er beboelige. Men det er også et interessant system, fordi det mangler nogen nærliggende objekter, som kunne have forstyrret planeternes kredsløb, hvilket betyder, at banerne stadig skal være placeret tæt på, hvor planeterne først blev dannet. Dette giver astronomerne en chance for at undersøge systemets oprindelige forhold.

Fordi stjerner roterer, den side, der roterer til syne, har en relativ hastighed mod beskueren, mens den side, der roterer ude af syne, har en relativ hastighed væk fra beskueren. Hvis en planet passerer, passerer mellem stjernen og Jorden og blokerer en lille del af lyset fra stjernen, det er muligt at se, hvilken kant af stjernen planeten blokerer først. Dette fænomen kaldes Rossiter-McLaughlin-effekten. Ved at bruge denne metode, det er muligt at måle fejljusteringen mellem planetbanen og stjernens rotation. Imidlertid, indtil nu har disse observationer været begrænset til store planeter såsom Jupiter-lignende eller Neptun-lignende.

Et team af forskere, herunder medlemmer fra Tokyo Institute of Technology og Astrobiology Center i Japan, observerede TRAPPIST-1 med Subaru-teleskopet for at se efter fejljustering mellem planetbanerne og stjernen. Holdet udnyttede en chance den 31. august, 2018, da tre af de exoplaneter, der kredser om TRAPPIST-1, passerede foran stjernen på en enkelt nat. To af de tre var klippeplaneter nær den beboelige zone. Da stjerner med lav masse generelt er svage, det havde været umuligt at undersøge stjernens skævhed (spin-kredsløbsvinkel) for TRAPPIST-1. Men takket være Subaru-teleskopets lyssamlende kraft og høje spektrale opløsning af den nye infrarøde spektrograf IRD, holdet var i stand til at måle skævheden. De fandt ud af, at skævheden var lav, tæt på nul. Dette er den første måling af stjerneskrånheden for en stjerne med meget lav masse som TRAPPIST-1 og også den første Rossiter-McLaughlin-måling for planeter i den beboelige zone.

Men lederen af ​​holdet, Teruyuki Hirano ved Tokyo Institute of Technology, advarsler, "Dataene tyder på justering af stjernens spin med de planetariske baneakser, men præcisionen af ​​målingerne var ikke god nok til fuldstændigt at udelukke en lille spin-orbit fejljustering. Ikke desto mindre, dette er den første påvisning af effekten med jordlignende planeter, og mere arbejde vil bedre karakterisere dette bemærkelsesværdige exoplanetsystem."


Varme artikler