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Nouvelles découvertes d'Neptunes chauds excentriques

Les astronomes découvrent deux nouvelles exoplanètes avec des orbites inhabituelles.

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Récemment, des astronomes ont découvert deux nouvelles exoplanètes nommées HATS-38 b et WASP-139 b. Elles appartiennent à un groupe de planètes appelées « Néptunes chauds ». Ces planètes ont des orbites inhabituelles et inclinées autour de leurs étoiles. Leur découverte ajoute plus d'exemples à la liste des Néptunes chauds excentriques.

Qu'est-ce que les Néptunes chauds ?

Les Néptunes chauds sont un type d'exoplanète qui sont similaires en taille à Neptune mais qui orbitent beaucoup plus près de leurs étoiles. En raison de leur proximité, elles subissent des températures élevées, ce qui affecte leurs atmosphères et leurs caractéristiques physiques. Ces planètes ont généralement de grandes quantités de gaz entourant un noyau solide.

Observations et mesures

Pour étudier ces deux nouvelles planètes, les chercheurs ont utilisé des télescopes avancés au Chili. Ils ont mesuré diverses propriétés, y compris l'inclinaison de leurs orbites et l'élipticité de leurs parcours autour de leurs étoiles.

HATS-38 b orbite autour d'une étoile connue sous le nom d'étoile de type G, qui est similaire à notre Soleil, tandis que WASP-139 b orbite autour d'une étoile de type K, qui est quelque peu plus froide que notre Soleil. Les équipes ont effectué des mesures précises de la lumière de ces étoiles pendant que les planètes passaient devant elles, une méthode connue sous le nom de Méthode de transit. Cela les a aidés à analyser les atmosphères des planètes et leurs positions dans l'espace.

Obliquité et excentricité

Une des découvertes les plus intéressantes a été l'inclinaison des orbites des planètes, connue sous le nom d'obliquité. Les chercheurs ont constaté que HATS-38 b a une obliquité projetée dans le ciel d'un angle spécifique, et que WASP-139 b a un angle différent. Cela signifie que les angles entre la rotation de leurs étoiles et les trajectoires de leurs orbites ne sont pas alignés.

Les deux planètes montrent également des signes d'orbites elliptiques, qui ne sont pas des cercles parfaits. Cette nature elliptique peut affecter la façon dont elles interagissent avec leurs étoiles au fil du temps. Il a été constaté que les orbites ne sont pas circulaires, ce qui est typique pour de nombreuses autres exoplanètes qui ont été découvertes.

Contexte de ces découvertes

Ces deux planètes s'ajoutent à un nombre croissant de Néptunes à faible densité qui ont été trouvés dans des trajectoires orbitales similaires. Beaucoup de ces planètes partagent également des caractéristiques telles que des températures élevées et des formes orbitales inhabituelles. Les chercheurs notent que HATS-38 b et WASP-139 b rejoignent des planètes connues comme HAT-P-11 b et GJ 436 b, qui ont également des orbites polaires et appartiennent à une catégorie de taille similaire.

Comprendre leurs origines

Les chercheurs ont commencé à explorer comment ces planètes ont fini dans leurs positions uniques dans l'univers. Ils ont discuté de plusieurs explications possibles pour leurs états actuels.

  1. Mauvais alignement lors de la formation : Une théorie suggère que les orbites des planètes pourraient avoir été mal alignées en raison des effets gravitationnels d'objets proches lors de leur formation. Cependant, les preuves actuelles ne soutiennent pas fortement cette idée.

  2. Interactions de marée : Une autre possibilité est que les interactions avec d'autres corps célestes aient pu modifier leurs orbites au fil du temps, les poussant dans leurs positions actuelles. Les effets de ces interactions dépendent de la distance et de la masse d'autres planètes dans le système.

  3. Migration depuis des compagnons éloignés : Une explication plus plausible est que ces planètes ont migré vers l'intérieur depuis des emplacements éloignés. Elles pourraient avoir commencé beaucoup plus loin dans le système solaire et se sont lentement déplacées vers l'intérieur au fil du temps en raison d'interactions gravitationnelles avec des compagnons plus grands ou d'autres planètes.

Importance de comprendre les exoplanètes

L'étude des exoplanètes comme HATS-38 b et WASP-139 b est cruciale pour les scientifiques qui tentent de comprendre la variété des systèmes planétaires dans l'univers. Chaque nouvelle découverte aide à peindre une meilleure image de la façon dont les planètes se forment, migrent et évoluent au fil du temps. Ces informations nous informent non seulement sur ces planètes particulières, mais offrent également des aperçus sur le potentiel de vie dans d'autres systèmes solaires.

Directions de recherche futures

Alors que les scientifiques continuent d'observer ces exoplanètes et d'autres, ils cherchent à obtenir plus de mesures et de données qui les aideront à comprendre les dynamiques en jeu. Davantage d'observations des Obliquités et excentricités projetées dans le ciel des Néptunes chauds fourniront des aperçus supplémentaires sur la formation et l'évolution de ces planètes.

Les chercheurs soulignent la nécessité d'une exploration continue pour confirmer les théories existantes et éventuellement en découvrir de nouvelles. Les futurs télescopes et technologies d'observation pourraient permettre des investigations encore plus approfondies sur les propriétés de ces systèmes planétaires intrigants.

Conclusion

En résumé, les découvertes de HATS-38 b et WASP-139 b contribuent à notre compréhension des Néptunes chauds et de leurs caractéristiques uniques. Leurs orbites inclinées et elliptiques soulèvent des questions intéressantes sur la façon dont ces planètes se sont formées et ont évolué. À mesure que de nouvelles données deviennent disponibles, la communauté astronomique se réjouit d'acquérir une compréhension plus claire non seulement de ces planètes, mais des processus complexes affectant toutes les exoplanètes.

L'étude continue des Néptunes chauds aide à élargir notre connaissance de l'univers et des nombreux mondes divers qui existent au-delà de notre propre système solaire.

Source originale

Titre: HATS-38 b and WASP-139 b join a growing group of hot Neptunes on polar orbits

Résumé: We constrain the sky-projected obliquities of two low-density hot Neptune planets, HATS-38 b and WASP-139 b, orbiting nearby G and K stars using Rossiter-McLaughlin (RM) observations with VLT/ESPRESSO, yielding $\lambda = -108_{-16}^{+11}$ deg and $-85.6_{-4.2}^{+7.7}$ deg, respectively. To model the RM effect, we use a new publicly available code, ironman, which is capable of jointly fitting transit photometry, Keplerian radial velocities, and RM effects. WASP-139 b has a residual eccentricity $e=0.103_{-0.041}^{+0.050}$ while HATS-38 b has an eccentricity of $e=0.112_{-0.070}^{+0.072}$, which is compatible with a circular orbit given our data. Using the obliquity constraints, we show that they join a growing group of hot and low-density Neptunes on polar orbits. We use long-term radial velocities to rule out companions with masses $\sim 0.3-50$ $M_J$ within $\sim10$ au. We show that the orbital architectures of the two Neptunes can be explained with high-eccentricity migration from $\gtrsim 2$ au driven by an unseen distant companion. If HATS-38b has no residual eccentricity, its polar and circular orbit can also be consistent with a primordial misalignment. Finally, we performed a hierarchical Bayesian modeling of the true obliquity distribution of Neptunes and found suggestive evidence for a higher preponderance of polar orbits of hot Neptunes compared to Jupiters. However, we note that the exact distribution is sensitive to the choice of priors, highlighting the need for additional obliquity measurements of Neptunes to robustly compare the hot Neptune obliquity distribution to Jupiters.

Auteurs: Juan I. Espinoza-Retamal, Guðmundur Stefánsson, Cristobal Petrovich, Rafael Brahm, Andrés Jordán, Elyar Sedaghati, Jennifer P. Lucero, Marcelo Tala Pinto, Diego J. Muñoz, Gavin Boyle, Rodrigo Leiva, Vincent Suc

Dernière mise à jour: 2024-08-19 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.18631

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.18631

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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