Düşük yoğunluklu dış gezegenleri keşfedin! Çok hafif, santimetre küp başına yalnızca 0,31 gram
Kepler Uzay Teleskobu projesi ve genişleme projesi K2, binlerce dış gezegeni keşfetti. Kepler, bu dış gezegenleri tespit etmek için geçiş teknolojisini kullandı. Yörüngedeki bir gezegen kendi yıldızından hareket ettiğinde, dünyadan gözlemlendi Yüzey geçtikçe ışık yoğunluğundaki azalma ölçülür. Geçiş yalnızca yörünge dönemini ölçmekle kalmaz, aynı zamanda bir dış gezegenin boyutunu, geçiş eğrisinin ayrıntılı derinliği ve şekli ile konukçu yıldızın özelliklerinden de belirleyebilir. Ancak, transit yöntemi gezegenlerin kütlesini ölçemez. Buna karşılık, radyal hız ölçümü, yörüngedeki bir dış gezegenin yerçekimi kuvveti altında ev sahibi yıldızın salınımıdır ve kütlesi ölçülebilir.
Bir gezegenin yarıçapını ve kütlesini bilmek, onun ortalama yoğunluğunu belirleyebilir ve bileşimi hakkında ipuçları elde edebilir. Yaklaşık 15 yıl önce, CfA gökbilimcileri ve diğer gökbilimciler, birden fazla gezegene sahip bir gezegen sisteminde, bir gezegenin başka bir gezegendeki periyodik çekim kuvvetinin yörünge parametrelerini değiştireceğini fark ettiler. Geçiş yöntemi, dış gezegenlerin kütlesini doğrudan ölçemese de, bu yörüngelerdeki değişiklikleri tespit edebilir ve bu değişiklikleri kütle sonucuna varmak için modelleyebilir. Kepler, düzinelerce başarılı bir şekilde modellenmiş, geçiş değişiklikleri olan yüzlerce dış gezegen sistemi keşfetti.
Şaşırtıcı bir şekilde, bu süreç çok düşük yoğunluklu dış gezegenlerin yaygınlığını keşfetmiş görünüyor. Örneğin, Kepler-9 galaksisinin yoğunluğu 0,42 gram ve santimetre küp başına 0,31 gram olan iki gezegeni var gibi görünüyor. Karşılaştırıldığında, kayalık bir toprağın ortalama yoğunluğu santimetre küp başına 5.51 gram, suyun yoğunluğu santimetre küp başına 1.0 gram ve gaz devi Satürn santimetre küp başına 0.69 gramdır.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Bu şaşırtıcı sonuç, transit zaman değiştirme yönteminin bir veya daha fazla bölümü hakkında bazı şüphelere neden olmuş ve uzun vadeli dikkatleri üzerine çekmiştir. CfA gökbilimcileri, yöntemin güvenilirliğini test etmek için Kepler-9 gezegeninin yoğunluğunu ölçmek için radyal hız yöntemini kullandılar.
Kepler-9'un Satürn benzeri iki gezegeni küçük bir dış gezegen grubuna aittir ve kütleleri herhangi bir teknikle ölçülebilir (eğer çok az da olsa). HARPS-N spektrometresi ile La Palma'daki Galileo teleskopu üzerinde 16 gözlem ve test gerçekleştirildi.HARPS-N genellikle hız değişikliklerini saatte minimum 20 mil hata ile ölçebilir. Araştırma sonuçları, daha önce elde edilen yoğunluğun çok düşük olduğunu ve geçiş yönteminin kabiliyetinin doğrulandığını doğruladı. Kepler-9 çoklu gezegen sisteminin analizi yoluyla, gezegensel kütle ölçümünün sapması incelenmiştir. Ttv, ttv özelliğine sahip ilk sistem olmasına rağmen, literatürde birkaç farklı çözüm vardır ve daha düşük gezegen yoğunlukları bildirenler, yüksek hassasiyetli RV gözlemleriyle açıkça tutarsızdır.
Bu sorunu çözmek için, HARPS-N RV'ler, literatürdeki farklı çözümlerin öngörülen RV eğrisinde en büyük farka sahiptir. Tüm Kepler veri seti yeniden analiz edildi ve Bayesian çerçevesi altında, yeni türetilen geçiş merkezi zamanı ve süresi kullanılarak dinamik bir uyum gerçekleştirildi. Bu sonuçlar RV verileriyle karşılaştırıldığında, yeni çözümün RV gözlem sonuçlarını daha iyi tanımladığı ve TTV yönteminin yüksek hassasiyetli RVs yöntemiyle tutarlı kalite ölçüm sonuçları sağlayabildiğini doğruladığı bulunmuştur. Gezegenlerin düşük yoğunluğu, onları kütle yarıçapı haritasındaki süper Neptün / genişletilmiş alt Satürn bölgesine yerleştirir.
