Les astronomes découvrent une exoplanète avec une orbite sans précédent

En utilisant TESS, les scientifiques ont identifié deux exoplanètes à longue période, TOI-4600 b et c. Ces découvertes ouvrent de nouvelles voies de recherche pour comprendre les exoplanètes, et les résultats soulignent l’importance des efforts de collaboration, notamment des contributions d’astronomes amateurs.

Des scientifiques de l’Université du Nouveau-Mexique (UNM) et du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont détecté et validé deux des exoplanètes à période la plus longue trouvées par TESS à ce jour. Ces grandes exoplanètes à longue période tournent autour d’une étoile naine K et appartiennent à une classe de planètes connues sous le nom de Jupiters chauds, qui ont des périodes orbitales de 10 à 200 jours et font au moins six fois le rayon de la Terre. Cette découverte récente offre des opportunités de recherche passionnantes pour l’avenir, notamment la recherche de planètes à longue période qui ressemblent à celles de notre propre système solaire.

Recherche et méthodologie

La recherche intitulée « TOI-4600 b et c : Deux planètes géantes de longue période en orbite autour d’une naine K précoce » a été publiée le 30 août dans Le Lettres de journaux astrophysiques. Les exoplanètes TOI-4600 b et c ont été détectées à l’aide des données photométriques du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) et suivies d’observations à l’aide des télescopes au sol car ils offrent une meilleure résolution.

La stratégie d’observation adoptée par NASALe TESS de , qui divise chaque hémisphère en 13 secteurs étudiés pendant environ 28 jours, produit la recherche la plus complète du ciel pour les planètes en transit. Cette approche a déjà prouvé sa capacité à détecter à la fois des planètes de grande et de petite taille autour de différents types d’étoiles. Dans le cas de TOI-4600, l’étoile est une étoile naine K, également connue sous le nom de naine orange, qui sont des étoiles légèrement plus petites et plus froides que le Soleil.

Illustration du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA

Détails des résultats

Les exoplanètes doivent transiter par leurs étoiles hôtes au moins deux fois au cours de la période d’observation de TESS pour être détectées avec la période correcte par le pipeline du Science Processing Operations Center (SPOC) et le Quick Look Pipeline (QLP), qui recherchent les 2 minutes et 30 minutes. données TESS de cadence minute, respectivement. Étant donné que 74 % de la couverture totale du ciel de TESS n’est observée que pendant 28 jours, la majorité des exoplanètes TESS détectées ont des périodes inférieures à 40 jours. Par conséquent, les périodes de 82,69 jours, soit près de 3 mois, du TOI-4600 b, et les périodes de 482,82 jours, ou 16 mois, du TOI-4600 c rendent leurs découvertes encore plus précieuses.

Ismael Mireles de l’Université du Nouveau-Mexique, l’auteur principal de l’article, ainsi que des collaborateurs dont Diana Dragomir, professeure adjointe au Département de physique et d’astronomie de l’UNM, et des collaborateurs du Massachusetts Institute of Technology et Université de Bernea analysé les données afin de mesurer les périodes et les tailles de ces planètes.

Caractéristiques uniques des exoplanètes

Après avoir initialement détecté les transits, Mireles et son équipe ont dû confirmer qu’il s’agissait de véritables planètes et déterminer de quel signal provenait l’étoile. Les outils de diagnostic avec TESS ont indiqué que les signaux provenant du site cible étaient effectivement précis. Avec l’aide du sous-groupe 1 (SG1) du programme d’observation de suivi TESS (TFOP), un réseau mondial d’astronomes professionnels et amateurs ayant accès à des télescopes petits et grands, ils ont observé et observé un transit, confirmant ainsi aux chercheurs que cette planète est effectivement sur la bonne voie. Un autre facteur que Mireles et son équipe ont dû prendre en compte était la masse et la taille des planètes. Pour y parvenir, ils ont remplacé les mesures de vitesse pour observer à quel point l’étoile hôte vacille parce qu’elle tire sur la planète.

« Lorsque nous avons obtenu les mesures, nous constations très peu de mouvement dans l’étoile cible. Donc, quand vous commencez, vous pourriez être responsable de ce que nous voyions. Ces deux éléments réunis l’ont pratiquement exclu. À ce moment-là, nous étions sûrs d’avoir deux planètes », a déclaré Mireles.

Les chercheurs ont découvert que ces deux planètes et la planète intérieure TOI-4600 b ont une durée de 82,69 jours et un rayon d’environ sept fois le rayon de la Terre. C’est entre la taille de Neptune et Saturne. Cette planète, TOI-4600 b, a une température estimée à environ 170 degrés Fahrenheit, qui est chaude, mais plus froide que la plupart des planètes découvertes par les astronomes. La deuxième planète trouvée, TOI-4600 c, mesure environ neuf fois et demie le rayon de la Terre, ce qui signifie qu’elle a à peu près la taille de Saturne. Il n’a d’abord transité qu’une seule fois la première fois que TESS a observé l’étoile avant de transiter une seconde fois près de 3 ans plus tard.

« Une fois que vous avez deux transits, vous avez une idée de ce que peuvent être les règles. Il pourrait s’agir des 965 jours qui les séparent, la moitié, un tiers, un quart, etc. Les périodes plus courtes pourraient être exclues car TESS avait observé l’étoile depuis longtemps, il ne lui restait donc que deux périodes : 965 jours ou la moitié. de cela », a expliqué Mireles. Les chercheurs ont utilisé un modèle développé par Hugh Osborn, collaborateur de l’Université de Berne, pour comparer les périodes orbitales possibles et déterminer laquelle était la plus probable. Ils ont constaté que la moitié de 965, ou 482,82 jours pour être précis, était la plus probable. La période de 482,82 jours de TOI-4600 c en fait la planète à période la plus longue trouvée par TESS à ce jour et avec une température d’environ -110 degrés Fahrenheit, c’est l’une des planètes les plus froides trouvées par TESS.

Analyse comparative et recherches futures

Katharine Hesse, responsable TOI et vérification au MIT, a collaboré avec Mireles et l’équipe sur l’analyse des données de TESS. Hesse a aidé à traiter et à analyser la grande quantité de données et a placé le système dans le contexte d’autres systèmes multiplanétaires découverts par des missions, notamment TESS. La comparaison du système TOI-4600 avec d’autres systèmes découverts exoplanète Les systèmes aident à explorer des caractéristiques telles que le temps et les processus de formation et ont aidé les chercheurs à commencer à placer ce système dans le contexte plus large des systèmes d’exoplanètes.

« L’essentiel est d’essayer d’en savoir plus sur la formation des planètes, car d’après ce que nous savons des exoplanètes que nous avons trouvées jusqu’à présent, rien ne ressemble vraiment au système solaire. Ce qui est intéressant, c’est que nous voulons en savoir plus sur la formation de cette planète. Nous avons actuellement plus de 5 000 exoplanètes, mais aucun de ces systèmes ne ressemble vraiment au système solaire. Nous voulons donc découvrir comment ces différents types de systèmes se sont formés et ont migré », a déclaré Mireles. (éd. — Un nouveau cap vient d’être atteint, 5 500 exoplanètes.)

Mireles et les chercheurs s’intéressent à ces découvertes en raison de la découverte de deux planètes géantes à longue période, une configuration que les astronomes ne voient pas souvent, même si le système solaire découvert avait quatre géantes à longue distance ou une longue période. Cela suscite d’autres discussions et questions de recherche, comme le souligne Mireles : « Nous voulons savoir comment ceux-ci se forment ? Y a-t-il d’autres planètes dans ce système ? Est-ce que cela nous apprend quelque chose sur la façon dont ces planètes géantes affectent les planètes plus petites qui pourraient s’y trouver ou non et pourquoi elles ne sont pas là ? Il y a encore des choses que nous voulons découvrir et qui nous en diront beaucoup sur la formation des planètes.

En conclusion, Mireles lance un appel à l’action pour que les scientifiques citoyens et les amateurs d’astronomie participent et s’impliquent dans cette découverte de la recherche. Le lundi 16 octobre, une autre opportunité de transit possible se présentera pour ceux qui sont intéressés et souhaitent l’observer afin de confirmer davantage que la période de la planète extérieure est bien de 482 jours. Les personnes possédant des télescopes encore plus petits pourraient participer si elles disposent des bons outils. « Il y a des scientifiques citoyens ou des astronomes amateurs qui possèdent leurs propres télescopes et nous aident dans toutes ces observations. Il existe un groupe de personnes ayant accès à des télescopes qui confirment essentiellement qu’un événement de transit se produit sur l’étoile d’intérêt », a déclaré Mireles.

Implication des astronomes amateurs

« Des personnes, qui sont soit à la retraite, soit ont un autre emploi, mais qui sont également des astronomes amateurs, fournissent des données très utiles pour aider à vérifier ces planètes. Les résultats qu’ils produisent sont de qualité professionnelle. Les efforts de ces scientifiques citoyens engagés sont essentiels au processus de confirmation de ces planètes », a déclaré Dragomir, professeur adjoint au département de physique et d’astronomie de l’UNM.

Pour en savoir plus sur cette découverte, voir TESS découvre l’exoplanète à orbite la plus longue à ce jour.