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Des exoplanètes découvertes autour d’une nouvelle étoile révèlent les secrets de la formation des planètes

TOI-1136 System Rendering

Une interprétation amusante du système TOI-1136 si chaque corps du système était un canard ou un caneton. Crédit : Rae Holcomb/UCI

Le système à six exoplanètes offre un aperçu de la formation et de l’évolution des planètes.

Grâce à un arsenal de technologies avancées, les scientifiques ont découvert un système stellaire multiplanétaire qui fournit un aperçu rare de la façon dont les planètes se forment et se comportent autour d’une jeune étoile.

TOI-1136 est une étoile naine du voie Lactée galaxie située à plus de 270 années-lumière de la Terre, ce qui est considéré comme proche, car la Voie lactée a un diamètre de 100 000 années-lumière. Il y a six planètes confirmées en orbite autour de l’étoile, et les scientifiques soupçonnent fortement la présence d’une septième.

« Comme peu de systèmes stellaires ont autant de planètes que celui-ci, sa taille se rapproche de celle de notre propre système solaire », a déclaré Tara Fetherolf, professeur adjoint invité d’astrophysique à Cal State San Marcos et co-auteur d’un nouvel article sur l’astrophysique. système. « C’est à la fois suffisamment similaire et suffisamment différent pour que nous puissions en apprendre beaucoup. »

Informations du système TOI-1136

Publié le 29 janvier dans Le journal astronomique, l’article propose des mesures précises des masses des exoplanètes, des détails sur la forme de leurs orbites et les caractéristiques de leurs atmosphères. Des détails comme ceux-ci ont été construits sur les observations initiales du système de 2019 à l’aide des données du Transiting Exoplanet Survey Satellite, ou TESS.

Rendu du système TOI-1136

Rendu artistique du système TOI-1136 et de sa jeune étoile flamboyante. Crédit : Rae Holcomb/Paul Robertson/UCI

Stephen Kane, professeur d’astrophysique planétaire à l’UC Riverside et chercheur principal du TESS Keck Survey, explique en quoi le système nouvellement découvert diffère de nombreux autres systèmes connus. Tout d’abord, son âge le distingue. Avec seulement 700 millions d’années, il est très jeune comparé à notre propre système solaire, qui a 4,5 milliards d’années.

« Cela nous donne un aperçu des planètes juste après leur formation, et la formation du système solaire est un sujet brûlant. Chaque fois que nous trouvons un système multi-planétaire, cela nous donne plus d’informations pour éclairer nos théories sur la façon dont les systèmes sont nés et comment notre système est arrivé ici », a déclaré Fetherolf.

Défis et réalisations dans l’étude des jeunes systèmes stellaires

Les stars juvéniles sont à la fois difficiles et spéciales à travailler car elles sont très actives. Le magnétisme, les taches solaires et les éruptions solaires sont plus répandus et plus intenses au cours de cette étape du développement d’une étoile, et le rayonnement qui en résulte explose et sculpte les planètes, affectant leur atmosphère.

« Les jeunes stars se conduisent mal tout le temps. Ils sont très actifs, tout comme les tout-petits. Cela peut rendre difficiles les mesures de haute précision », a déclaré Kane.

Toutes les planètes du système ont le même âge et se sont formées dans des conditions similaires. « Cela nous aidera non seulement à faire une comparaison individuelle de la façon dont les planètes changent avec le temps, mais aussi de la façon dont leurs atmosphères ont évolué à différentes distances de l’étoile, ce qui est peut-être l’élément le plus important », a déclaré Kane.

Étant donné que toutes les planètes de ce système sont relativement proches les unes des autres, l’équipe de recherche a également pu mesurer quelque chose qui est difficile à évaluer dans d’autres systèmes.

« Normalement, lorsque nous recherchons des planètes, nous observons l’effet qu’elles ont sur leur étoile. Nous observons l’étoile se déplacer et interprétons cela comme les effets gravitationnels que les planètes ont sur elle. Ici, nous pouvons également voir les planètes s’attirer les unes les autres », a déclaré Kane.

À l’aide du télescope Automated Planet Finder de l’observatoire Lick sur le mont Hamilton en Californie et du spectromètre Echelle haute résolution de l’observatoire WM Keck sur le Mauna Kea à Hawaï, les chercheurs ont détecté de légères variations du mouvement stellaire qui les ont aidés à déterminer la masse des planètes avec une précision sans précédent. précision.

Pour obtenir des informations aussi précises sur les planètes, l’équipe a construit des modèles informatiques en utilisant des centaines de mesures de vitesse observées superposées aux données de transit. Corey Beard, auteur principal de l’article et titulaire d’un doctorat à l’UC Irvine. candidat en physique, a déclaré que la combinaison de ces types de lectures a permis d’obtenir plus de connaissances sur le système que jamais auparavant.

« Cela a nécessité beaucoup d’essais et d’erreurs, mais nous étions vraiment satisfaits de nos résultats après avoir développé l’un des modèles de système planétaire les plus compliqués au monde. exoplanète littérature à ce jour », a déclaré Beard.

Des chercheurs de l’Institut espagnol d’astrophysique des îles Canaries se sont joints à l’UC Irvine et à l’UC Riverside pour cette étude ; l’Institut de technologie de Californie ; La Suède Université de technologie Chalmers; l’Université Johns Hopkins du Maryland ; l’Université espagnole de La Laguna ; l’Université de Lund en Suède ; l’Université Nicolas Copernic de Pologne ; du New Jersey université de Princeton; l’Université Ritsumeikan du Japon ; l’Institut SETI de Californie ; l’Institut scientifique du télescope spatial du Maryland ; l’Université de Californie, Santa Cruz ; le Université de Californie, Berkeley; l’Université de Californie, Los Angeles ; l’Université d’Hawaï ; le Université de Chicago; l’Université du Kansas ; l’Université Notre-Dame de l’Indiana ; l’Université du Queensland du Sud en Australie ; et celui du Connecticut Université de Yale. Le financement a été fourni par la Fondation WM Keck, NASA et la Fondation nationale de la science.

Les signes de vie sur Terre sont apparus presque immédiatement après la formation de notre système solaire, au cours de la période archéenne, il y a 3,9 milliards d’années. Bien que TOI-1136 soit trop proche de la plupart de ses planètes pour rendre la vie probable – le rayonnement serait trop intense – l’équipe espère que l’observation de ce système répondra finalement aux questions existentielles sur la façon dont notre planète est née.

« Sommes-nous rares ? Je suis de plus en plus convaincu que notre système est très inhabituel dans l’univers. La découverte de systèmes si différents du nôtre montre de plus en plus clairement comment notre système solaire s’inscrit dans le contexte plus large de la formation autour d’autres étoiles », a déclaré Kane.

Gremi_Monastery_on_the_Silk_Road._Kakheti,_Georgia cc Jon Gudorf Photography, modified, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?title=Special:Search&limit=500&offset=0&ns0=1&ns6=1&ns12=1&ns14=1&ns100=1&ns106=1&search=silk+road+map+filetype%3Abitmap&advancedSearch-current={%22fields%22:{%22filetype%22:%22bitmap%22}}#/media/File:Gremi_Monastery_on_the_Silk_Road._Kakheti,_Georgia.jpg

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