science >> Wetenschap >  >> Astronomie

K2-25:Een excentrieke hete Neptunus met de massa van zeven aardes

De MEarth-South-array van acht 40 cm telescopen met camera's die gevoelig zijn voor optisch en nabij-infrarood licht. Observaties van de hete Neptunus, K2-25, met MEaarde, IRAC/Spitzer, en Kepler werden gebruikt om te proberen te bevestigen of deze exoplaneet naar zijn huidige locatie migreerde nadat hij in de kou was geboren, buitenste regionen van het systeem. Krediet:MEarth-project

Van de ongeveer 4 300 exoplaneten tot nu toe bevestigd, ongeveer tien procent van hen wordt geclassificeerd als 'hete Jupiters'. Dit zijn planeten met een massa tussen ongeveer 0,4 en 12 Jupiter-massa's en omlooptijden van minder dan ongeveer 110 dagen (wat inhoudt dat ze dicht bij hun ster draaien - meestal veel dichter bij de zon dan Mercurius is - en hoge oppervlaktetemperaturen hebben). Een "hete Neptunus" heeft een kleinere massa, dichter bij die van Neptunus, die ongeveer twintig keer kleiner is dan Jupiter, en die ook dicht bij zijn ster draait. Astronomen bestuderen niet alleen de eigenschappen van exoplaneten, maar ook hoe ze evolueerden binnen hun planetaire systemen. Hete Jupiters en hete Neptunus zijn puzzels. Er wordt verwacht dat ze zich veel verder in de koude delen van hun stelsel hebben gevormd, net als de reuzenplaneten in ons zonnestelsel, en vervolgens naar binnen zijn gemigreerd naar hun huidige, locaties sluiten. Bewijs dat deze evolutionaire geschiedenis ondersteunt, moet worden gevonden in de excentriciteiten van de planeten en andere aanwijzingen, maar is moeilijk te verkrijgen.

CfA-astronomen Jonathan Irwin, David Charbonneau en Jennifer Winters waren leden van een team dat de evolutie van de hete Neptune K2-25 onderzocht, een transiterende exoplaneet met een omlooptijd van slechts 3,48 dagen, een geschatte massa van ongeveer zeven aardmassa's, en een zeer excentrische baan (waarde van 0,27; de maximale afstand tot de ster overschrijdt de minimale afstand met ongeveer 70%). K2-25 heeft het voordeel dat het zich in een jonge sterrenhoop bevindt waarvan de leeftijd goed beperkt is tot ongeveer 650 miljoen jaar. Deze jonge leeftijd test of er tijd is om het migratiemechanisme te laten werken, of een dergelijk proces de planeet zou kunnen verlaten met zijn grote waargenomen excentriciteit, en niet in het minst, of zo'n jonge gastster actief genoeg zou kunnen zijn om de dataset ingewikkeld te maken met sterrenvlekken (de ster zelf roteert in 1,88 dagen).

Het team analyseerde tweeëntwintig niet-opeenvolgende transits van de planeet, verkregen van de MEarth-observatoria op de grond, de IRAC/Spitzer-missiecamera, en de Kepler-missie, waarbij elk van de transits afzonderlijk wordt gemodelleerd voordat de conclusies worden samengevoegd. Ze schatten dat het tijdsbestek voor een baan om cirkelvormig te worden na migratie ongeveer 410 miljoen jaar is, ongeveer de leeftijd van het systeem, en dus suggereert het feit dat de baan excentriek is, dat een ander lichaam hem misschien verstoort. De wetenschappers zochten naar bewijs van andere planeten in het systeem die verantwoordelijk zouden kunnen zijn door te zoeken naar variaties in de transitlichtcurven van de K2-25, kleine verschillen die het gevolg zouden zijn van hun aanwezigheid door de zwaartekracht ("variaties in de transittijd"). Ze vonden er geen. Het resultaat, hoewel het ruimte laat voor dubbelzinnigheid, is consistent met de theorie dat deze hete Neptunus naar binnen migreerde.