Impressão artística de um planeta gigante gasoso muito fino orbitando uma estrela anã vermelha. Planeta exterior gigante de gás [right] Densidade de marshmallow detectada em órbita em torno de uma estrela anã vermelha fria [left] pelo NEID Radial Velocity Instrument financiado pela NASA no Telescópio WIYN de 3,5 metros no Observatório Nacional Kitt Peak, um programa NSF NOIRLab. O planeta, chamado TOI-3757 b, é o planeta gigante gasoso mais fino já descoberto em torno desse tipo de estrela. Crédito: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. zamani
O telescópio Kitt Peak do Observatório Nacional ajuda a determinar isso[{” attribute=””>Jupiter-like Planet is the lowest-density gas giant ever detected around a red dwarf.
A gas giant exoplanet is the fluffiest gas giant planet ever discovered around this type of star.
Using the WIYN 3.5-meter Telescope at Kitt Peak National Observatory in Arizona, astronomers have observed an unusual Jupiter-like planet in orbit around a cool red dwarf star. Located in the constellation of Auriga the Charioteer around 580 light-years from Earth, this planet, identified as TOI-3757 b, is the lowest-density planet ever detected around a red dwarf star and is estimated to have an average density akin to that of a marshmallow.
Red dwarf stars are the smallest and dimmest members of so-called main-sequence stars — stars that convert hydrogen into helium in their cores at a steady rate. Although they are “cool” compared to stars like our Sun, red dwarf stars can be extremely active and erupt with powerful flares. This can strip orbiting planets of their atmospheres, making this star system a seemingly inhospitable location to form such a gossamer planet.
Shubham Kanodia, pesquisador da Carnegie Institution for Science’s Earth and Planetary Laboratory e primeiro autor de um artigo publicado em jornada astrológicapor. Até agora, isso só foi visto por pequenas amostras de pesquisas Doppler, que geralmente encontraram planetas gigantes longe dessas estrelas anãs vermelhas. Até agora, não tivemos uma amostra grande o suficiente de planetas para encontrar planetas gasosos próximos de forma robusta.”
Ainda existem mistérios inexplicáveis em torno do TOI-3757 b, o principal deles como um planeta gigante gasoso poderia se formar em torno de uma estrela anã vermelha, especialmente um planeta de baixa densidade. No entanto, a equipe de Kanodia acredita que pode ter uma solução para esse mistério.
Da Terra, do Observatório Nacional Kit Peak (KPNO), um programa da NSF NOIRLab, o telescópio de 3,5 metros Wisconsin-Indiana-Yale-Noirlab (WIYN) parece estar observando a Via Láctea à medida que se espalha pelo horizonte. O brilho atmosférico avermelhado, fenômeno natural, também colore o horizonte. KPNO está localizado no Deserto de Sonora do Arizona na Nação Tohono O’odham e esta visão clara de parte do plano da Via Láctea mostra as condições favoráveis neste ambiente necessárias para ver corpos celestes fracos. Essas condições, que incluem baixos níveis de poluição luminosa, céu 20 graus mais escuro e condições climáticas secas, permitiram que os pesquisadores do consórcio WIYN continuassem a observar galáxias, nebulosas e exoplanetas, bem como muitos outros alvos astronômicos usando o WIYN de 3,5 metros. e seu irmão, o telescópio WIYN de 0,9 metros. Crédito: KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R. faíscas
Eles sugerem que a densidade extremamente baixa do TOI-3757 b pode ser resultado de dois fatores. A primeira diz respeito ao núcleo rochoso do planeta; Acredita-se que os gigantes gasosos comecem como núcleos rochosos maciços com uma massa cerca de dez vezes a massa da Terra, ponto em que eles puxam rapidamente grandes quantidades de gás próximo para formar os gigantes gasosos que vemos hoje. TOI-3757b tem uma menor abundância de elementos pesados do que outras anãs M com gigantes gasosos, e isso pode ter resultado na formação do núcleo rochoso mais lentamente, retardando o início da acumulação de gás e afetando a densidade geral do planeta.
Um segundo fator pode ser a órbita do planeta, que parece ser ligeiramente elíptica. Há momentos em que se aproxima de sua estrela do que outras vezes, resultando em superaquecimento significativo que pode fazer com que a atmosfera do planeta inche.
Satélite de trânsito da NASA para pesquisa de exoplanetas ([{” attribute=””>TESS) initially spotted the planet. Kanodia’s team then made follow-up observations using ground-based instruments, including NEID and NESSI (NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager), both housed at the WIYN 3.5-meter Telescope; the Habitable-zone Planet Finder (HPF) on the Hobby-Eberly Telescope; and the Red Buttes Observatory (RBO) in Wyoming.
TESS surveyed the crossing of this planet TOI-3757 b in front of its star, which allowed astronomers to calculate the planet’s diameter to be about 150,000 kilometers (100,000 miles) or about just slightly larger than that of Jupiter. The planet finishes one complete orbit around its host star in just 3.5 days, 25 times less than the closest planet in our Solar System — Mercury — which takes about 88 days to do so.
The astronomers then used NEID and HPF to measure the star’s apparent motion along the line of sight, also known as its radial velocity. These measurements provided the planet’s mass, which was calculated to be about one-quarter that of Jupiter, or about 85 times the mass of the Earth. Knowing the size and the mass allowed Kanodia’s team to calculate TOI-3757 b’s average density as being 0.27 grams per cubic centimeter (about 17 grams per cubic feet), which would make it less than half the density of DOI: 10.3847/1538-3881/ac7c20
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