אסטרונומים מזהים את העל-צדק נדיר NGTS-38 b במסלול של 180 יום על ידי TESS של נאסא

צוות בינלאומי של אסטרונומים הכריז על גילוי של כוכב לכת שסווג כסופר-צדק המקיף את הכוכב TIC-65910228, הממוקם במרחק של כ-864 שנות אור מכדור הארץ. העצם, ששמו NGTS-38 b, זוהה על ידי לוויין המחקר של נאס”א (TESS) ממעבר יחיד שנצפה בדצמבר 2020. תצפיות שלאחר מכן שבוצעו עם מכשירים יבשתיים אישרו את קיומו של כוכב הלכת ואיפשרו לו לקבוע במדויק את המאפיינים הפיזיים והמסלוליים העיקריים שלו.

לסופר-צדק יש מסה שווה ערך לפי 4.78 מזו של צדק ורדיוס של פי 1.08 מזה של כוכב הלכת הג’וביאני, מה שמביא לצפיפות גבוהה להפליא של כ-4.69 גרם/ס”מ³. הוא מקיף את הכוכב המארח שלו במרחק ממוצע של 0.7 יחידות אסטרונומיות, שווה ערך ל-104.7 מיליון קילומטרים. נדירות התגלית נעוצה בעובדה שרק מעט כוכבי לכת עם תקופות מסלול ארוכות מ-100 ימים אושרו על ידי TESS עם מעברים באיכות גבוהה.

מאפייני הכוכב NGTS-38

הכוכב המארח, המסווג כסוג ספקטרלי F6V-F7V, מפגין מתכתיות גבוהה עם [Fe/H] של +0.33 dex. מסתו מגיעה לפי 1.46 ממסת השמש והרדיוס מתאים לכפול מזה של השמש. הטמפרטורה האפקטיבית של הכוכב מוערכת ב-6,310 K וגילו הוא בסביבות 2.2 מיליארד שנים.

תכונות אלו מצביעות על כוכב צעיר יחסית עשיר ביסודות כבדים. המתכתיות הגבוהה כנראה העדיפה את היווצרותו של ענק גז מסיבי במסלול מרוחק יותר.

תהליך אישור גילוי

שיטת המעבר אפשרה זיהוי ראשוני כאשר כוכב הלכת עבר מול הכוכב, והפחיתה זמנית את בהירותו. TESS לכדה את האירוע המבודד הזה במהלך התצפיות שלו בגזרה 33. כדי לאמת את האות, אסטרונומים ביצעו ניטור נרחב עם NGTS במצפה הכוכבים Paranal בצ’ילה במשך 228 לילות.

• NGTS תיעד את עקומת האור המלאה של המעבר, וזיקק את תקופת המסלול ל-180.53 ימים.
• ספקטרוגרפים של CORALIE ו-HARPS, שהותקנו במצפה לה סילה, מדדו שינויים במהירות הרדיאלית של הכוכב.
• מדידות מהירות רדיאליות אישרו את המסה הפלנטרית ושללו תוצאות חיוביות שגויות.
• ניתוחים משולבים ביטלו את האפשרות של ליקויים בינאריים או כתמי כוכב.

מאפיינים מסלוליים ותרמיים

תקופת המסלול של 180.53 יום ממקמת את NGTS-38 b בין כוכבי צדק החמים המאופיינים היטב במסלול הארוך ביותר. האקסצנטריות המתונה של 0.308 מרמזת על שינויים במרחק לכוכב במהלך המסלול. טמפרטורת שיווי המשקל הממוצעת מחושבת ב-458 K, שהיא נמוכה מזו של צדקים חמים רבים בקרבת מקום.

תצורת מסלול זו מפחיתה את החימום הקיצוני האופייני לכוכבי לכת בעלי תקופה קצרה. בנקודה הקרובה ביותר (פריאסטרון), הטמפרטורה עשויה לעלות מעט, אך נשארת תואמת לאטמוספרות פחות מיוננות.

פוטנציאל ללימודים נוספים

הצפיפות הגבוהה מרמזת על הרכב פנימי קומפקטי, אולי עם ליבה מועשרת ביסודות כבדים או שכבות אטמוספריות צפופות. מודלים תיאורטיים מצביעים על מעברים כימיים ספציפיים באטמוספרה, המושפעים מכוח משיכה גבוה וטמפרטורה מתונה.

המערכת ממוקמת בשדה התצפית של משימת PLATO, שתבצע פוטומטריה דיוק גבוהה באזור. תצפיות עתידיות יכולות לחפש חתימות של אקסומונים, טבעות או יישור מסלול. הכוכב הבהיר מאפשר מדידות ספקטרוסקופיות מפורטות של אטמוספרות פלנטריות.

חפש רכיבים אחרים במערכת

ניתוח של נתוני TESS לא גילה מעברים משכנעים נוספים. גם שיירי המהירות הרדיאליים לא הצביעו על מלווים מסיביים בקרבת מקום. המסלול הרחב של הסופר-צדק מאפשר מקום לכוכבי לכת קטנים יותר פנימיים או חיצוניים.

משימות כמו PLATO יכולות לזהות עולמות יבשתיים אפשריים או מיני-נפטון באותה מערכת. מחקרי יציבות מסלולים ממשיכים להעריך את הארכיטקטורה השלמה.

התגלית מחזקת את המגוון של כוכבי לכת ענקיים בתצורות מסלוליות פחות נפוצות. NGTS-38 b תורם להשוואות בין אוכלוסיות של צדק חם וקרים המזוהים במעבר.