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    Une nouvelle technique pourrait élucider les premiers stades de la vie des planètes

    Crédit :George Zhou, CfA. Illustration en haut à droite de DS Tuc AB par M Weiss, CfA.

    Un nouveau type d'observation astronomique a permis de révéler l'histoire évolutive possible d'une exoplanète de type bébé Neptune.

    Pour étudier une toute jeune planète appelée DS Tuc Ab, une équipe dirigée par le Harvard &Smithsonian Center for Astrophysics qui comprenait six astronomes de Carnegie—Johanna Teske, Sharon Wang, Stephen Shectman, Paul Butler, Jeff Grue, et Ian Thompson—ont développé un nouvel outil de modélisation d'observation. Leurs travaux seront publiés dans le Lettres de revues astrophysiques et représente la première fois que l'inclinaison orbitale d'une planète de moins de 45 millions d'années, soit environ 1/100e de l'âge du système solaire, a été mesurée.

    "Beaucoup de choses peuvent se passer entre le moment où une planète se forme et le moment où nous les voyons, " a déclaré l'auteur principal George Zhou du CfA. " La grande majorité des planètes que nous trouvons sont déjà matures et nous ne savons pas à quoi elles ressemblaient quand elles étaient jeunes. "

    DS Tuc Ab est un Neptune chaud, qui orbite une étoile dans un système à deux étoiles sur un court, période de huit jours dans un avion relativement plat.

    "DS Tuc Ab est à un âge intéressant, " parce que le disque tournant de gaz et de poussière à partir duquel il s'est formé autour de son étoile hôte s'est dissipé, a expliqué Ben Montet de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud, qui était l'auteur principal d'un article complémentaire sur lequel le groupe Carnegie était également co-auteur et qui a été publié dans le Journal astronomique et a utilisé une technique différente pour étudier la planète. "Nous pouvons voir la planète, mais nous pensions qu'il était encore trop jeune pour que l'orbite d'autres étoiles lointaines puisse manipuler son chemin."

    DS Tuc Ab a été découvert en 2019 par Elisabeth Newton de Dartmouth et son équipe à l'aide des données de la mission TESS de la NASA. Un article de découverte parallèle a été publié la même année par des scientifiques de l'Institut national d'astrophysique en Italie.

    Peu après, les chercheurs ont commencé à observer la planète à l'aide du spectrographe Planet Finder sur le télescope Magellan Clay à l'observatoire de Las Campanas de Carnegie au Chili. Leur objectif était de déterminer si la planète nouvellement formée avait connu des interactions dynamiques chaotiques dans son passé. Les astronomes trouvent souvent des planètes autour d'autres étoiles sur des orbites très différentes des planètes de notre propre système solaire. Certains ont été trouvés dans les polaires, et même des orbites rétrogrades, à cause des remorqueurs des planètes extérieures.

    Pour répondre à cette question, les chercheurs ont observé DS Tuc Ab alors qu'il passait devant son étoile hôte pour mesurer l'effet de la planète sur la lumière des étoiles. Si la planète bloquait une quantité égale de lumière lorsqu'elle traversait la surface de l'étoile, par exemple, cela indiquerait une orbite bien alignée.

    Cependant, une abondance de taches stellaires sur l'étoile hôte de DS Tuc Ab a rendu cette mesure très difficile. Pour lutter contre ces défis et caractériser la planète et le système stellaire, les scientifiques ont développé leur nouvelle technique pour suivre la jeune planète sur son orbite. Ils y sont parvenus en modélisant simultanément comment la planète bloquait la lumière à travers la surface stellaire et comment les points froids de l'étoile modifiaient la lumière intrinsèque qu'elle émettait.

    "En avant, ce système permettra aux astronomes de développer une meilleure compréhension des planètes à leurs balbutiements, " a déclaré Teske. "Nous sommes particulièrement intéressés par la façon dont les " Neptunes chauds " se déplacent ou se forment si près de leurs étoiles hôtes. "

    Il s'agit d'un mystère astronomique de longue date que DS Tuc Ab pourrait être parfaitement placé pour aider à résoudre. Sa jeunesse signifie qu'il ne s'est probablement pas formé plus loin et n'a pas été poussé plus près de son hôte par une collision ou une autre force externe. Mais son inclinaison orbitale relativement plate indique qu'il n'a pas été entraîné dans cette position par interaction avec le compagnon de son étoile hôte, Soit.

    "C'est un système très spécial qui pourrait nous en apprendre beaucoup sur les premières étapes de l'évolution des systèmes planétaires, " ajouta Teske.


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