Des scientifiques détectent et valident l’exoplanète à période la plus longue trouvée avec TESS

La recherche intitulée, TOI-4600 b et c : deux planètes géantes de longue période en orbite autour d’une première naine K sera publié dans un prochain numéro de Les lettres du journal astrophysique. Les exoplanètes TOI-4600 b et c ont été détectées à l’aide des données photométriques du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) et suivies d’observations à l’aide des télescopes au sol car ils offrent une meilleure résolution.

La stratégie d’observation adoptée par le TESS de la NASA, qui divise chaque hémisphère en 13 secteurs étudiés pendant environ 28 jours, produit la recherche la plus complète du ciel pour les planètes en transit. Cette approche a déjà prouvé sa capacité à détecter à la fois des planètes de grande et de petite taille autour de différents types d’étoiles. Dans le cas de TOI-4600, l’étoile est une étoile naine K, également connue sous le nom de naine orange, qui sont des étoiles légèrement plus petites et plus froides que le Soleil.

Les exoplanètes doivent transiter par leurs étoiles hôtes au moins deux fois au cours de la période d’observation de TESS pour être détectées avec la période correcte par le pipeline du Science Processing Operations Center (SPOC) et le Quick Look Pipeline (QLP), qui recherchent les 2 minutes et 30 minutes. données TESS de cadence minute, respectivement. Étant donné que 74 % de la couverture totale du ciel de TESS n’est observée que pendant 28 jours, la majorité des exoplanètes TESS détectées ont des périodes inférieures à 40 jours. Par conséquent, les périodes de 82,69 jours, soit près de 3 mois, du TOI-4600 b, et de 482,82 jours, soit 16 mois, du TOI-4600 c rendent leurs découvertes encore plus précieuses.

Ismael Mireles de l’Université du Nouveau-Mexique, l’auteur principal de l’article, ainsi que des collaborateurs dont Diana Dragomir, professeure adjointe au Département de physique et d’astronomie de l’UNM, et des collaborateurs du Massachusetts Institute of Technology et de l’Université de Berne, ont analysé les données afin pour mesurer les périodes et les tailles de ces planètes.

Après avoir initialement détecté les transits, Mireles et son équipe ont dû confirmer qu’il s’agissait de véritables planètes et déterminer de quel signal provenait l’étoile. Les outils de diagnostic avec TESS ont indiqué que les signaux provenant du site cible étaient effectivement précis. Avec l’aide du sous-groupe 1 (SG1) du programme d’observation de suivi TESS (TFOP), un réseau mondial d’astronomes professionnels et amateurs ayant accès à des télescopes petits et grands, ils ont observé et observé un transit, confirmant ainsi aux chercheurs que cette planète est effectivement sur la bonne voie. Un autre facteur que Mireles et son équipe ont dû prendre en compte était la masse et la taille des planètes. Pour y parvenir, ils ont remplacé les mesures de vitesse pour observer à quel point l’étoile hôte vacille parce qu’elle tire sur la planète.

“Lorsque nous avons pris les mesures, nous voyions très peu de mouvement dans l’étoile cible. Donc, lorsque vous commencez, vous pourriez être responsable de ce que nous voyions. Ces deux choses réunies l’ont pratiquement exclu. À ce stade, nous étions sûrs que nous avions deux planètes”, a déclaré Mireles.

Les chercheurs ont découvert que ces deux planètes et la planète intérieure TOI-4600 b ont une durée de 82,69 jours et un rayon d’environ sept fois le rayon de la Terre. C’est entre la taille de Neptune et de Saturne. Cette planète, TOI-4600 b, a une température estimée à environ 170 degrés Fahrenheit, ce qui est chaud, mais plus froid que la plupart des planètes trouvées par les astronomes. La deuxième planète trouvée, TOI-4600 c, mesure environ neuf fois et demie le rayon de la Terre, ce qui signifie qu’elle a à peu près la taille de Saturne. Il n’a d’abord transité qu’une seule fois la première fois que TESS a observé l’étoile avant de transiter une seconde fois près de trois ans plus tard.

“Une fois qu’on a deux transits, on a une idée de ce que peuvent être les délais. Cela peut être les 965 jours qui les séparent, la moitié, un tiers, un quart, etc. Les délais plus courts pourraient être exclus car TESS avait observé l’étoile pendant longtemps, donc elle n’a laissé que deux périodes : 965 jours, soit la moitié”, a expliqué Mireles. Les chercheurs ont utilisé un modèle développé par Hugh Osborn, collaborateur de l’Université de Berne, pour comparer les périodes orbitales possibles et déterminer laquelle était la plus probable. Ils ont constaté que la moitié de 965, ou 482,82 jours pour être précis, était la plus probable. La période de 482,82 jours de TOI-4600 c en fait la planète à période la plus longue trouvée par TESS à ce jour et avec une température d’environ -110 degrés Fahrenheit, c’est l’une des planètes les plus froides trouvées par TESS.

Katharine Hesse, TOI & Vetting Lead au MIT, a collaboré avec Mireles et son équipe sur l’analyse des données de TESS. Hesse a aidé à traiter et à analyser la grande quantité de données et a placé le système dans le contexte d’autres systèmes multiplanétaires découverts par des missions, dont TESS. La comparaison du système TOI-4600 avec d’autres systèmes d’exoplanètes découverts permet d’explorer des caractéristiques telles que le temps et les processus de formation et a aidé les chercheurs à commencer à placer ce système dans le contexte plus large des systèmes d’exoplanètes.

“L’essentiel est d’essayer d’en savoir plus sur la formation des planètes, car d’après ce que nous savons sur les exoplanètes que nous avons trouvées, jusqu’à présent, rien ne ressemble vraiment au système solaire. Ce qui est intéressant, c’est que nous voulons en savoir plus sur la formation de ces planètes. Nous “Il y a maintenant plus de 5 000 exoplanètes, mais aucun de ces systèmes ne ressemble vraiment au système solaire. Nous voulons donc découvrir comment ces différents types de systèmes se sont formés et ont migré”, a déclaré Mireles.

Mireles et les chercheurs s’intéressent à ces découvertes en raison de la découverte de deux planètes géantes à longue période, une configuration que les astronomes ne voient pas souvent, même si le système solaire trouvé avait quatre géantes à longue distance ou une longue période. Cela suscite d’autres discussions et questions en matière de recherche, comme le souligne Mireles : « Nous voulons découvrir comment ces planètes se forment ? Y a-t-il d’autres planètes dans ce système ? pourrait ne pas être là et pourquoi ils ne sont pas là ? Il y a encore des choses que nous voulons découvrir et qui nous en diront beaucoup sur la formation des planètes.

En conclusion, Mireles lance un appel à l’action pour que les scientifiques citoyens et les amateurs d’astronomie participent et s’impliquent dans cette découverte de la recherche. Le lundi 16 octobre, il y aura une autre opportunité de transit possible pour ceux qui sont intéressés et souhaitent l’observer afin de confirmer davantage que la période de la planète extérieure est bien de 482 jours. Les personnes possédant des télescopes encore plus petits pourraient participer si elles disposent des bons outils. “Il y a certainement des gens qui sont des scientifiques citoyens ou des astronomes amateurs qui possèdent leurs propres télescopes et qui nous aident dans toutes ces observations. Il y a un groupe de personnes ayant accès aux télescopes qui confirment essentiellement qu’un événement de transit se produit sur l’étoile d’intérêt. “, a déclaré Mireles.

“Des personnes, retraitées ou exerçant un autre emploi, mais également astronomes amateurs, apportent des données très utiles pour aider à vérifier ces planètes. Les résultats qu’ils produisent sont de qualité professionnelle. Les efforts de ces scientifiques citoyens engagés sont essentiel au processus de confirmation de ces planètes”, a déclaré Dragomir, professeur adjoint au département de physique et d’astronomie de l’UNM.