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Les TTVs énigmatiques de TOI-2818 b

TOI-2818 b montre des variations de timing inhabituelles, soulevant des questions intrigantes sur sa nature.

Brendan J. McKee, Benjamin T. Montet, Samuel W. Yee, Joel D. Hartman, Joshua N. Winn, Jorge H. C. Martins, André M. Silva

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Mystères de TOI-2818 b Mystères de TOI-2818 b scientifiques. inhabituelles perplexifient les Des variations de timing de transit
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Dans l'immense univers, y'a plein de mondes bizarres. L'un d'eux, c'est TOI-2818 b, un Jupiter chaud qui tourne autour d'une étoile pas si différente de notre soleil. Pense à un énorme géant gazeux qui fait une danse bien chaude autour de son étoile tous les 4,04 jours. Mais y'a un truc étrange avec TOI-2818 b : il montre des variations de timing bizarres, appelées variations de timing de transit (ou TTV pour les intimes). Imagine un train qui arrive à la gare soit trop tôt, soit trop tard ; ces planètes ont l'air d'avoir des quirk similaires !

Qu'est-ce que les TTV ?

Les TTV se produisent quand le timing d'un transit d'une planète devant son étoile varie de ce à quoi tu t'attendrais. Imagine un pote qui arrive toujours à 17h. Mais un jour, il débarque à 16h52, et le lendemain c'est à 17h08. De la même manière, quand les astronomes regardent TOI-2818 b, ils ont remarqué qu'il transite parfois plus tôt que prévu. Maintenant, la grande question, c'est : Pourquoi ?

Le Jupiter Chaud

TOI-2818 b est classé comme un Jupiter chaud, un gros planète gazeux qui tourne très près de son étoile, ce qui le rend super chaud. Il orbite autour d'une étoile de type G, un peu plus évoluée que notre soleil. Pendant son court orbite de 4 jours, il se rapproche de son étoile bien plus que la Terre par rapport au soleil, ce qui entraîne des températures de dingue. Les Jupiter chauds comme TOI-2818 b sont fascinants parce qu'ils donnent des aperçus sur comment les géants gazeux se forment et se comportent.

Qu'est-ce qui cause les TTV ?

Après avoir analysé les données de timing, les scientifiques ont quelques idées sur ce qui pourrait perturber les transits de TOI-2818 b.

Acteurs Possibles : Interaction de Marée, Précession Apsidale, ou un Compagnon Caché

  1. Interaction de Marée : Parfois, la gravité entre une planète et son étoile peut provoquer des changements. Pense à tirer sur une corde et comment ça change de direction. Cette traction pourrait faire en sorte que la planète spirale vers l'intérieur avec le temps, ce qui entraîne une orbite plus rapide. Cependant, cette théorie ne colle pas pour TOI-2818 b, car le taux de décadence est trop rapide pour être expliqué juste par ça.

  2. Précession Apsidale : C'est un terme un peu chichiteux qui fait référence au balancement lent d'une orbite d'une planète au fil du temps. Si TOI-2818 b avait une orbite excentrique (c'est-à-dire pas un cercle parfait), comme un pendule qui se balance, ça pourrait entraîner des variations dans le timing de transit. Mais encore une fois, cette théorie semble faire chou blanc car le taux de précession attendu est trop élevé.

  3. Un Compagnon Caché : La possibilité la plus intrigante, c'est la présence d'une autre planète qui n'a pas encore été repérée. Imagine un frère ou une sœur sournois qui tire les ficelles dans l'ombre, faisant en sorte que ton planning habituel parte en vrille. Cette nouvelle planète pourrait tirer sur TOI-2818 b juste assez pour affecter ses timings de transit.

Comment on a découvert ça ?

Les astronomes ont utilisé des données d'une mission appelée TESS, qui observe les étoiles et cherche des planètes qui passent devant elles. En enregistrant combien de lumière est bloquée quand TOI-2818 b transite son étoile, ils ont pu déterminer sa taille et d'autres propriétés. Ces données, combinées avec des télescopes au sol, ont permis aux scientifiques de suivre les temps de transit de la planète sur plusieurs années.

Observations TESS

TESS a capturé les transits de TOI-2818 b sur plusieurs secteurs, fournissant une longue chronologie pour analyser les changements. En observant ces transits de début 2019 à début 2023, les scientifiques ont remarqué que la planète arrivait environ 8 minutes plus tôt que prévu-un changement assez significatif pour éveiller les soupçons !

Observations au Sol

Des observations supplémentaires avec de plus petits télescopes ont également confirmé les transits. Ces observations ont aidé à affiner les données de timing et donné plus d'images aux scientifiques. Après tout, essayer de résoudre un mystère avec juste un indice, c'est jamais aussi simple !

Les Données de Vitesse Radiale

En examinant les timings de transit, les astronomes ont aussi mesuré le mouvement de l'étoile grâce à quelque chose appelé la vitesse radiale. C'est un peu comme vérifier à quelle vitesse une voiture dépasse la limite de vitesse. En enregistrant comment l'étoile oscille en réponse à la traction gravitationnelle de TOI-2818 b, ils peuvent rassembler plus d'indices sur le système.

Bien qu'ils aient trouvé quelques mouvements légers, ce n'était pas assez pour indiquer la présence d'un autre corps massif à proximité, ce qui élimine certaines scénarios potentiels.

Modèles et plus de Modèles

Pour mieux comprendre les données, les astronomes ont créé divers modèles pour simuler les dynamiques potentielles du système TOI-2818.

Modèle de Période Constante

Au début, ils ont supposé que la période orbitale (le temps pris pour un tour complet) était constante. Ils ont utilisé ça pour calculer des paramètres de base comme la masse de TOI-2818 b et sa distance de l'étoile.

Modèle de Période Décadente

Ensuite, ils ont introduit l'idée que la période pourrait être en train de décroitre. Ce modèle reflétait la perte d'énergie de la planète avec le temps, entraînant des transits plus rapides. Les résultats étaient frappants, suggérant un taux de décadence bien plus élevé que d'autres Jupiter chauds connus.

Modèle de Planète Compagnon

Un scénario excitant impliquait un compagnon caché. En testant différentes configurations, ils ont découvert qu'une planète non découverte pourrait expliquer les TTV sans être facilement détectée dans les données de vitesse radiale. Ça ouvre la possibilité d'avoir non pas une, mais potentiellement plusieurs planètes dans le système TOI-2818 !

L'Importance des Observations à Long Terme

La clé pour résoudre le mystère de TOI-2818 b réside dans une surveillance continue. La mission TESS observe maintenant depuis des années, revisitant les mêmes cibles pour vérifier les changements. Parce que les TTV peuvent avoir de petites différences sur de longues périodes, c'est essentiel de rassembler des données au fil du temps.

Chaque fois que TESS passe et collecte de nouvelles infos, on en apprend plus sur la dynamique complexe de ce Jupiter chaud et ses compagnons possibles.

Des Lunes Possibles ?

Drôlement, certains scientifiques envisagent même la possibilité de lunes autour de TOI-2818 b. S'il y a une lune de taille significative, elle pourrait aussi influencer les timings. Mais cette idée reste plus un fun thought qu'une possibilité concrète, vu le manque de preuves jusqu'à présent.

Dernières Pensées

TOI-2818 b offre un aperçu fascinant des complexités des systèmes planétaires. C'est un monde où les règles habituelles des orbites planétaires semblent se courber et se tordre, laissant les scientifiques perplexes.

En résumé, même si on a quelques théories sur les TTV, ça reste une question ouverte. Plus d'observations et de recherches aideront à construire une image plus claire de ce qui se passe dans ce système particulier.

Donc, même si TOI-2818 b n'est pas ta planète de quartier sympa, elle a sûrement plein de quirk pour tenir les scientifiques en haleine. Qui sait quelles surprises elle a en réserve ? Continuez à lever les yeux !

Source originale

Titre: A Planet Candidate Orbiting near the Hot Jupiter TOI-2818 b Inferred through Transit Timing

Résumé: TOI-2818 b is a hot Jupiter orbiting a slightly evolved G-type star on a 4.04-day orbit that shows transit timing variations (TTVs) suggestive of a decreasing orbital period. In the most recent year of TESS observations, transits were observed $\sim$8 minutes earlier than expected for a constant period. The implied orbital decay rate is $1.35 \pm 0.25$ s yr$^{-1}$, too fast to be explained by tidal dissipation even considering the evolved nature of the host star. Radial velocity monitoring rules out the possibility that the apparent change in period is due to a steady acceleration of the star by a long-period companion. Apsidal precession due to the tidal distortion of the planet is also physically implausible. The most plausible explanation for the TTVs appears to be gravitational perturbations from a hitherto undetected planet with mass $\lesssim$$10\,M_\oplus$ that is in (or near) a mean-motion resonance with the hot Jupiter. Such a planet could be responsible for the observed TTVs while avoiding detection with the available radial velocity and transit data.

Auteurs: Brendan J. McKee, Benjamin T. Montet, Samuel W. Yee, Joel D. Hartman, Joshua N. Winn, Jorge H. C. Martins, André M. Silva

Dernière mise à jour: 2024-11-06 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2411.04192

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.04192

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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