Astronomen ontdekken een oceaanplaneet die volledig bedekt is met water

TOI-1452b, een oceanische planeet in de buurt van Miller’s planeet in de film Interstellar

Deze oceaanplaneet lijkt geïnspireerd op Interstellar, een Amerikaanse sciencefictionfilm van regisseur Christopher Nolan, uitgebracht in november 2014: In het jaar 2067 is planeet Aarde uitgeput en wordt de mensheid in een verschrikkelijke voedselcrisis gestort. De Space Shuttle Ranger verlaat de aarde en meert aan bij het Endurance-ruimtevaartuig om een ​​nieuw zonnestelsel te verkennen in de hoop daar een bewoonbare aardachtige planeet te vinden. De bemanning steekt een wormgat over en komt terecht in een ander sterrenstelsel waar ze verschillende planeten bezoeken, waaronder Miller, een oceanische planeet. De nabijheid van een zwart gat zorgt ervoor dat de ruimtetijd zich uitrekt, zodat een uur op deze planeet zeven jaar vertegenwoordigt.

De exoplaneet TOI-1452b bevindt zich niet in de buurt van een zwart gat, maar draait om een ​​ster uit een dubbelstersysteem in het sterrenbeeld Draak, ongeveer honderd lichtjaar van de aarde. Deze planeet is iets groter in massa en volume dan de aarde. De temperatuur aan het oppervlak houdt het water in een vloeibare toestand en astronomen zijn ervan overtuigd dat het er volledig door bedekt is.

De ster waarrond de oceaanplaneet TOI-1452b draait, is veel kleiner dan onze zon. De Binair systeem Het bestaat uit twee vergelijkbare sterren die om elkaar heen draaien, op een kleine afstand van elkaar gescheiden, op een astronomische schaal die wordt geschat op 97 AE, ofwel 14,5 miljard km.

De onderzoekers waren in staat om deze oceanische planeet te “verkrijgen” met behulp van een instrument genaamd PESTO dat zich bevindt in het Mont-Mégantic Observatorium in Canada.

(Lees ook: Twee rotsachtige planeten ter grootte van de aarde ontdekt op slechts 33 lichtjaar afstand)

PESTO, een unieke camera om exoplaneten te zoeken

Astronomen van het Research Institute on Exoplanets kregen hulp van NASA’s TESS-telescoop, een klein ruimtevaartuig dat in 2018 werd gelanceerd en gewijd is aan het zoeken naar exoplaneten. Deze telescoop, die werkt volgens de transitdetectiemethode, onderzoekt continu de ruimte gedurende een periode van 27 dagen. In het geval van TOI-1452b vertoonde TESS elke 11 dagen een afname in helderheid, wat wijst op een exoplaneet die 70% groter is dan de aarde.

PESTO is een camera die is bevestigd aan de 1,6 meter lange telescoop van de Mont Megantic Observatory. Maak het mogelijk om de aard van het signaal te bevestigen dat wordt verzonden door hij-geit. Deze camera wordt gebruikt om de transits van de buitenste planeten met grote nauwkeurigheid te timen. Het werkt in het rode zichtbare spectrum en werkt met een snel afleesbare ladingoverdrachtsdetector. Signaalbemonsteringsfrequentie: pesto Zeer luid, nul leesruis en afwezigheid van dode tijden tussen afbeeldingen maken tijdstempels tot op de milliseconde mogelijk. De optische resolutie van PESTO heeft nergens anders een camera van deze kwaliteit.

Terwijl de TESS-telescoop de twee sterren TOI-1452 als één lichtpuntje waarneemt, is de resolutie van de PESTO-camera hoog genoeg om de sterren van dit stellaire paar volledig te onderscheiden. Dus PESTO kon bevestigen dat de oceaanplaneet TOI-1452b om de twee grootste sterren draait, ook al zijn hun afmetingen dichtbij.

(Lees ook: Ontdek de superaarde in de bewoonbare zone van zijn ster)

Een rotsachtige planeet met een vrij lage dichtheid

Om de massa van deze oceanische exoplaneet te bepalen, gebruikten de onderzoekers SPIRou, een spectrometer die werkt in het infraroodspectrum en waarmee radiale snelheden kunnen worden gemeten op relatief lage massasterren. Dit instrument kan ook exoplaneten detecteren die rond lage-massasterren draaien.

Na meer dan vijftig uur observatie en analyse, SPI of Hij stelde vast dat de massa van TOI-1452b ongeveer vijf keer die van de aarde was. Het is mogelijk dat deze planeet een rotsachtige planeet is, maar door zijn straal, massa en dichtheid is hij heel anders dan onze planeet. Water op aarde bedekt ongeveer 70% van het aardoppervlak, maar deze hoeveelheid is slechts 1% van zijn massa. Volgens astronomen kunnen sommige exoplaneten veel rijker zijn aan water. Bovendien kan de lage dichtheid van sommige exoplaneten zoals TOI-1452b alleen worden verklaard door de aanwezigheid van een grote hoeveelheid materiaal zoals water, dat lichter is dan het materiaal waaruit de interne structuur van de aarde bestaat.

Een model van de interne structuur van deze oceanische exoplaneet toonde aan dat water tot 30% van zijn massa kan uitmaken, een verhouding die vergelijkbaar is met die van sommige natuurlijke satellieten van Jupiter, zoals Ganymedes en Callisto of zelfs Titan en Enceladus ten opzichte van Saturnus. .

Deze exoplaneet is momenteel een van de beste kandidaten voor observatie en diepgaande analyse door de James Webb Telescope. Het is dichtbij genoeg voor astronomen om de atmosfeer te bestuderen, en het bevindt zich in een gebied aan de hemel waar het elke dag van het jaar kan worden bestudeerd.

(Lees ook: Binaire ster: het nieuwe doelwit voor de zoektocht naar buitenaards leven)

bron:

Charles Kedio, René Doyon, Mikhailo Plotnikov, Guillaume Hebrard, Farbod Jahandar, Etienne Artegau, Diana Valencia, Neil J Cook, Eder Martioli, Thomas Vandal, “TOI-1452 b: SPIRou en TESS onthullen een superaarde in een gematigde transitdwerg Baan M4”, Astrofysisch tijdschriftGeplaatst op 12 augustus 2022, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ac7cea