הגשושית TESS של נאסא חושפת מערכת אקזופלנטה עם מסלולים משתנים במהירות במרחק של 370 שנות אור משם
אסטרונומים זיהו מערכת פלנטרית יוצאת דופן סביב הכוכב TOI-201. הגשושית TESS של נאס”א זיהתה את האותות יחד עם תצפיות קרקעיות שנעשו במישור האנטארקטי. הסט מפגיש שלושה גופים שונים מאוד המקיימים אינטראקציה דינמית.
המחקר שפורסם השבוע מאשר פרטים שמבדילים את המערכת מאחרות שכבר ידועות. הכוכב נמצא במרחק של כ-370 שנות אור מכדור הארץ, בקבוצת הכוכבים פיקטור. זהו סוג F, בעל מסה וקוטר פי 1.3 מזו של השמש וגיל מוערך של כ-870 מיליון שנים.
כדור-העל הסלעי משלים מסלול בתוך פחות משישה ימים
כוכב הלכת הפנימי ביותר, המכונה TOI-201 d, מסווג כעל-כדור הארץ. יש לו רדיוס של בערך פי 1.39 מזה של כדור הארץ ומסה של בערך פי 5.8 מזו של כדור הארץ. תקופת המסלול היא 5.85 ימי כדור הארץ.
הצפיפות המחושבת מגיעה לכ-11 גרם לסנטימטר מעוקב. זה מצביע על הרכב סלעי עם גרעין צפוף אפשרי. למסלול יש אקסצנטריות מתונה של 0.3. כוכב הלכת קרוב מדי לכוכב, מה שהופך אותו חם מדי עבור מים נוזליים על פני השטח.
ענקית גז חם מסתובבת כל 53 ימים
TOI-201 b הוא ענק גז עם מסה שווה ערך לכמחצית מזו של צדק. תקופת ההקפה נמדדת 53 ימים. סוג זה של עולם מסווג כצדק חם או חם, מכיוון שהוא מסתובב רחוק יותר מצדק חם מאוד, אך עדיין במרחק קצר יחסית.
לכוכב הלכת יש מסלול עם אקסצנטריות מתונה. אסטרונומים עקבו אחר שינויים בתזמון של מעברים כדי להבין הפרעות שנגרמו על ידי גופים אחרים. נתוני המהירות הרדיאלית עזרו לחדד את המסה ל-0.52 פלוס או מינוס 0.02 מסות צדק הקרובות ביותר.
- TOI-201 d: כדור-על סלעי, תקופה של 5.85 ימים, מסה בערך פי 5.8 מזו של כדור הארץ
- TOI-201 b: ענק גז, תקופה של 53 ימים, מסה בערך פי 0.52 מזו של צדק
- TOI-201 c: בן לוויה מסיבי עם פרק זמן של כ-2,890 ימים, מסה בערך פי 15.7 מזו של צדק
בן לוויה חיצוני עם מסלול ארוך ואליפטי משפיע על המערכת כולה
לרכיב השלישי, TOI-201 c, תקופת מסלול של כ-2,890 ימים, או כמעט שמונה שנות כדור הארץ. מסתו מגיעה פי 15.7 מזו של צדק, ערך המציב אותו בטווח הגמדים החומים, ממש מעל גבול שריפת הדאוטריום. המסלול הוא מאוד אקסצנטרי, עם ערך של 0.65.
תצורה מוארכת זו גורמת לעצם להתקרב לכוכב במרחקים קטנים ממסלולו של מאדים בנקודות מסוימות ולהתרחק מזה של צדק באחרות. המעבר החלקי שזוהה בנתוני TESS אפשר לנו לאשר את נוכחותו. מעבר קו הראייה הבא צפוי להתרחש במרץ 2031.
נטיות שונות יוצרות שינויים ניתנים לצפייה במסלולים פנימיים
כוכבי לכת אינם חולקים את אותו מישור מסלולי. חוסר הקומפלאריות הזה, בשילוב עם המסות והמרחקים, גורם לאינטראקציות כבידה חזקות. בן לוויה החיצוני מפעיל כוח על העולמות הפנימיים, מה שמשנה את האוריינטציה של מסלוליהם לאורך זמן.
אסטרונומים מעריכים כי התצורה הנוכחית של מעברים גלויים אמורה להימשך כ-200 שנה. לאחר מכן, כוכבי הלכת הפנימיים לא יחצו עוד את פני הכוכב מנקודת המבט של כדור הארץ במשך אלפי שנים. סימולציות דינמיות מצביעות על תנודות מסוג פון זייפל-קוזאי-לידוב כמנגנון העיקרי.
טלסקופ ASTEP באנטארקטיקה תרם למדידות מדויקות
פרויקט ASTEP, שהותקן בתחנת קונקורדיה, תיעד מעברים שנתמכו על ידי לילות הקוטב הארוכים. המצפה יושב על קרחון בעומק 3.2 קילומטרים ונהנה מתנאי ראות יציבים. שותפויות כללו צוותים מאוניברסיטת ברמינגהם, Observatoire de la Côte d’Azur ומוסדות אחרים.
נתונים משלימים הגיעו מרשת LCOGT בהמיספרות שונות ומספקטרוגרפים כגון CORALIE, HARPS ו-PFS. השילוב של פוטומטריית מעבר, שינויים בזמן מעבר, מהירויות רדיאליות ואסטרומטריה אפשרו למפות את המערכת בתלת מימד. איסמאל מירלס, מאוניברסיטת ניו מקסיקו, הוביל את העבודה.
המאמר הופיע בכתב העת Science Advances ב-15 באפריל. התגלית מחזקת שמערכות פלנטריות יכולות להציג ארכיטקטורות מגוונות מאוד זמן קצר לאחר היווצרותן. במערכת השמש, כוכבי הלכת הם כמעט כולם דו מישוריים, אבל כאן כל גוף עוקב אחר פרמטרים שונים.
אסטרונומים ממשיכים לנטר את המערכת כדי לחדד את הפרמטרים. המעבר הבא של האובייקט החיצוני יספק הזדמנות תצפית נוספת. מחקרים כמו זה עוזרים לבחון מודלים של היווצרות ואבולוציה של מערכות מרובות.
