新的海王星大小的外延网上发现了一个大气层的研究

Exoplanet轨道明星

艺术家的印象显示出一个外延轨道绕太阳的明星。信用:eso / m。kornmesser.

一组国际合作者,包括科学家美国宇航局“射流推进实验室和新墨西哥州大学发现了​​一个新的温带次级海王星大小外产在附近的一个24天的轨道周期绕过米矮星。最近的发现提供了令人兴奋的研究机会,因为这个星球的大气,小星星,并且系统从地球移动的速度有多快。

该研究,标题为TOI-1231 B:温带,海王星大小的行星过渡到附近的M3 Dwarf NLTT 24399,将在未来的问题上发表天文期刊。使用来自过渡开除型调查卫星的光度数据来检测EXI-1231b TOI-1231b(苔丝))在智利的Las Campanas天文台的Magellan Clay望远镜上使用Planet Finder Spectraph(PFS)的观察结果。PFS是一种复杂的仪器,通过对其主体恒星的引力影响来检测外产的仪器。由于行星轨道轨道,所测量的恒星速度周期性周期性地,揭示了行星的存在和关于其质量和轨道的信息。

NASA苔丝采用的观察策略将每个半球分成约28天接受调查的13个部门,正在生产最全面的全天搜索运输行星。这种方法已经证明了它的能力,以检测从太阳般的恒星到低质量m矮星的恒星的大小行星。M矮星,也被称为红矮人,是最常见的明星银河系在银河系中占所有恒星的约70%。

M矮子较小,具有太阳质量的一小部分并具有低光度。因为M矮小较小,当给定尺寸的行星过度过滤星形时,由行星封堵的光量更大,使得过渡更容易检测到。想象一下像恒星的恒星前面的地球样的星球,它会阻挡一大点光;但如果它在一颗较小的明星前面,那么被阻挡的光的比例将会更大。从某种意义上说,这在明星的表面上产生了更大的阴影,使M矮人的行星更容易可检测,更容易学习。

虽然它能够在天空中检测外部,但苔丝的调查策略也基于轨道周期产生了显着的观察偏见。外产s must transit their host stars at least twice within TESS ‘s observing span to be detected with the correct period by the Science Processing Operations Center (SPOC) pipeline and the Quick Look Pipeline (QLP), which search the 2-minute and 30-minute cadence TESS data, respectively. Because 74 percent of TESS’ total sky coverage is only observed for 28 days, the majority of TESS exoplanets detected have periods less than 14 days. TOI-1231b’s 24-day period, therefore, makes its discovery even more valuable.

美国宇航局JPL.本文的主要作者Jennifer Burt以及她的合作者,包括Diana Dragomir的合作者,并在医疗部门和天文学部的助理教授,测得星球和质量。

“与一群优秀的天文学家一起涂抹在全球范围内,我们能够组装特征宿主明星所需的数据,并测量地球的半径和质量,”伯特说。“这些价值又允许我们计算行星的散装密度,并假设行星所做的内容。Toi-1231 B的尺寸和密度与海王星相似,因此我们认为它具有类似的巨大气态。“

“外产的另一个优点是绕行M矮人宿主的是,我们可以更容易地测量它们的群体,因为行星质量与恒星质量的比率也更大。当恒星较小且巨大巨大时,它使检测方法更好地工作,因为行星突然发挥着更大的作用,因为它更容易与恒星相比更容易出发,“Dragomir解释道。“就像阴影在星上施放。恒星越小,恒星越少,可以检测到行星的效果越多。

“即使TOI 1231B距离其恒星的八倍八倍,它比地球为阳光,它的温度与地球的温度相似,感谢其较冷,较少的宿主恒星,”Dragomir说。“然而,这个星球本身实际上比地球大,比海王星小一点 - 我们可以称之为次海王星。”

Burt和Dragomir,他实际上在他们被击穿的时候启动了这项研究麻省理工学院’s Kavli Institute, worked with scientists specializing in observing and characterizing the atmospheres of small planets to figure out which current and future space-based missions might be able to peer into TOI-1231 b’s outer layers to inform researchers exactly what kinds of gases are swirling around the planet. With a temperature around 330 Kelvin or 140 degrees华氏温度,Toi-1231b是迄今为止发现的大气研究可访问的最酷的小外肌的一种。

过去的研究表明,这个酷可能在其环境中具有高云的行星,这使得难以确定它们的气体类型。但是,另一个叫K2-18 B称为K2-18 B的另一个小凉爽地球的新观察突破了这种趋势,并在大气中显示了水的证据,令人惊讶的是许多天文学家。

“Toi-1231 B是我们在类似规模和温度范围内的唯一一个其他行星之一,所以未来的新星球的观察将让我们判断它是如何为水云形成的常见(或罕见的)温带世界,“伯特说。

此外,由于其宿主明星的高近红外(NIR)亮度,它为未来的任务提供了令人兴奋的目标哈勃太空望远镜(HST)和詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)。由本文的共同作者之一领导的第一组观察结果应在本月晚些时候使用哈勃太空望远镜。

“ToI 1231b的低密度表示它被大气包围,而不是成为岩石行星。但这种氛围的组成和范围是未知的!“龙眼罗。“TOI1231B可具有大的氢或氢氦气氛或更密集的水蒸气气氛。这些每一个都会指向不同的起源,允许天文学家了解在与我们太阳周围的行星相比时围绕m矮人不同地形成的行星是否与众不同。我们即将到来的HST观察将开始回答这些问题,JWST承诺更彻底地看着地球的氛围。“

另一种研究地球氛围的方法是调查气体是否被吹走,通过寻找像在其宿主恒星的面部围绕行星的氢和氦气围绕的氢和氦气。通常,氢原子几乎不可能检测,因为它们的存在受星形气体掩盖。但是这个星球星系的系统提供了一个独特的应用这种方法,因为它可以从地球上移动有多速度。

“过去二十年的高位发展科学的最有趣结果之一是,到目前为止,我们发现新的行星系统都没有看起来像我们自己的太阳系一样,”伯特说。“他们充满了地球大小和海王星之间的行星,而不是水星的轨道短,所以我们没有任何本地例子来比较它们。我们发现的新星球仍然很奇怪 - 但这是一个更接近我们的邻里行星的一步。与迄今为止检测到的大多数过渡行星相比,这通常在数百或数千度的速度温度下,To-1231b是正寒风的。“

在结束时,Dragomir反映了“这个星球加入了两个或三个其他附近的其他小外出的小外产网,我们可以通过我们获得各种各样的望远镜来仔细审查,多年来要留意新的Toi1231b发展!“

参考文献:“TOI-1231 B:一种温带,海王星大小的行星过渡到附近的M3矮人NLTT 24399”由Jennifer A. Burt,Diana Dragomir,PaulMollière,AllisonGaríaMuñoz,John McCann,Laura Kreidberg,Chelsea X. Huang, Karen A. Collins, Jason D. Eastman, Lyu Abe, Jose M. Almenara, Ian J. M. Crossfield, Carl Ziegler, Joseph E. Rodriguez, Eric E. Mamajek, Keivan G. Stassun, Samuel P. Halverson, Steven Jr. Villanueva, R. Paul Butler, Sharon Xuesong Wang, Richard P. Schwarz, George R. Ricker, Roland Vanderspek, David W. Latham, S. Seager, Joshua N. Winn, Jon M. Jenkins, Abdelkrim Agabi, Xavier Bonfils, David Ciardi, Marion Cointepas, Jeffrey D. Crane, Nicolas Crouzet, Georgina Dransfield, Fabo Feng, Elise Furlan, Tristan Guillot, Arvind F. Gupta, Steve B. Howell, Eric L. N. Jensen, Nicholas Law, Andrew W. Mann, Wenceslas Marie-Sainte, Rachel A. Matson, Elisabeth C. Matthews, Djamel Mékarnia, Joshua Pepper, Nic Scott, Stephen A. Shectman, Joshua E. Schlieder, François-Xavier Schmider, Daniel J. Stevens, Johanna K. Teske, Amaury H.M.J. Triaud, David Charbonneau, Zachory K. Berta-Thompson, Christopher J. Burke, Tansu Daylan, Thomas Barclay, Bill Wohler and C. E. Brasseurs, Accepted,天文期刊。
arxiv:2105.08077

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