Nouvelles idées du système planétaire HD 15337
Une étude révèle des détails clés sur deux planètes uniques dans le système HD 15337.
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Table des matières
Des études récentes se concentrent sur le système HD 15337, qui comprend deux planètes, HD 15337 b et HD 15337 c. Ces planètes sont intéressantes parce qu'elles se trouvent de part et d'autre de ce que les scientifiques appellent le "radius gap". Ce gap fait référence à une zone où on n'a pas trouvé beaucoup de planètes, ce qui rend ces deux planètes super intéressantes pour l'étude. Elles offrent une chance d'en apprendre plus sur la façon dont les planètes se forment et évoluent avec le temps.
Les données pour cette étude viennent de plusieurs sources. En particulier, la mission CHEOPS, un télescope spatial lancé par l'Agence spatiale européenne (ESA), a collecté de nouvelles infos sur ces planètes. Le système a aussi été observé par le satellite TESS, qui aide à identifier des planètes en dehors de notre système solaire. Les observations du télescope HARPS ont aussi été importantes, fournissant des mesures précises des masses et des rayons des planètes.
Observations et collecte de données
Au total, six nouvelles visites ont été faites pour observer HD 15337 avec CHEOPS. Pendant ces visites, des événements de transit pour les deux planètes ont été enregistrés. Un transit se produit quand une planète passe devant son étoile hôte, causant une diminution temporaire de la lumière de l'étoile. HARPS a aussi contribué en fournissant des mesures supplémentaires de la vitesse radiale des étoiles, c'est-à-dire la vitesse à laquelle les étoiles se rapprochent ou s'éloignent de nous.
Les courbes de lumière de TESS, qui montrent les changements de luminosité de l'étoile à cause des Transits, ont aussi été analysées. Les chercheurs ont corrigé ces courbes de lumière pour les changements à long terme causés par l'activité stellaire.
Processus d'analyse
Après avoir collecté les données, les chercheurs ont commencé à les analyser pour mieux comprendre les caractéristiques des planètes. Ils ont combiné les données de CHEOPS, TESS et HARPS pour créer un modèle plus précis du système. Cela impliquait de faire correspondre le modèle aux signaux observés des planètes et de l'étoile, en tenant compte à la fois des changements de luminosité dus aux transits et des détails des mesures de vitesse radiale.
Une des techniques clés utilisées était une régression par processus gaussien, qui a aidé à prendre en compte le bruit dans les données lié à l'activité stellaire. Cette approche a permis d'avoir une vue plus claire des signaux produits par les planètes.
Nouvelles découvertes
Les chercheurs ont obtenu des mesures mises à jour et précises pour HD 15337 b et c. Les mesures pour HD 15337 b montrent que c'est une planète rocheuse avec un rayon d'environ 1,5 fois celui de la Terre et une masse environ 6,5 fois celle de la Terre. La densité indique qu'il s'agit probablement d'une planète solide avec une fine atmosphère.
D'un autre côté, HD 15337 c, qui est une planète sub-Neptune, a un rayon plus grand mais une masse similaire. Ça suggère qu'elle a une enveloppe gazeuse importante entourant un noyau solide. Les mesures indiquent que HD 15337 c a une couche de gaz qui contribue à sa taille globale.
Implications pour la science planétaire
Les différences entre HD 15337 b et c offrent un aperçu de la manière dont les planètes peuvent évoluer dans différents environnements. L'étude de ces planètes pourrait aider à expliquer pourquoi il y a un gap dans la distribution des tailles de planètes. Certains chercheurs proposent que ce gap de rayon se produit parce que les petites planètes perdent leurs couches de gaz à cause des radiations fortes de leurs étoiles.
En comparant les structures de HD 15337 b et c, les scientifiques peuvent mieux comprendre comment divers facteurs, comme la distance d'une planète à son étoile, influencent son développement et sa composition. Ce savoir peut aussi éclairer l'histoire de la formation planétaire dans notre système solaire et au-delà.
Vue d'ensemble de la mission CHEOPS
CHEOPS, lancé en décembre 2019, vise à étudier des exoplanètes connues avec une grande précision. Elle se concentre sur la mesure des tailles de planètes et la compréhension de leurs atmosphères. La mission a été réussie en fournissant des données précieuses qui aident à affiner notre connaissance des systèmes planétaires, surtout ceux qui sont similaires au nôtre.
Les observations de CHEOPS sont particulièrement précieuses parce qu'elles fournissent de meilleures mesures que les télescopes terrestres. Ces données de haute qualité permettent aux scientifiques de créer des modèles plus précis des systèmes planétaires.
Directions de recherche futures
Les découvertes de l'étude HD 15337 ouvrent des pistes pour de futures recherches. Avec les données collectées, les scientifiques peuvent explorer davantage les atmosphères de ces planètes et comment elles ont changé avec le temps. Les études futures pourraient impliquer le télescope spatial James Webb (JWST), qui pourrait donner des aperçus plus profonds sur l'atmosphère et la composition de ces exoplanètes.
La recherche continue sur HD 15337 et des systèmes similaires est cruciale pour comprendre la diversité des exoplanètes. Cela aide à construire une image plus complète de la formation et de l'évolution planétaire dans différents environnements. Chaque nouvelle découverte ajoute des pièces précieuses au puzzle, améliorant notre compréhension de l'univers et de notre place dedans.
Conclusion
L'exploration du système HD 15337 met en évidence le potentiel d'en apprendre davantage sur les exoplanètes et leurs caractéristiques. Les données collectées par des missions comme CHEOPS et TESS, combinées aux observations au sol, offrent une vision plus claire de la façon dont les planètes se forment et évoluent. Avec une recherche continue et de nouvelles technologies, les scientifiques seront mieux équipés pour répondre aux questions fondamentales sur la nature des mondes au-delà de notre système solaire.
Titre: Precise characterisation of HD 15337 with CHEOPS: a laboratory for planet formation and evolution
Résumé: We aim to constrain the internal structure and composition of HD 15337 b and c, two short-period planets situated on opposite sides of the radius valley, using new transit photometry and radial velocity data. We acquire 6 new transit visits with the CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS) and 32 new radial velocity measurements from the High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) to improve the accuracy of the mass and radius estimates for both planets. We reanalyse light curves from TESS sectors 3 and 4 and analyse new data from sector 30, correcting for long-term stellar activity. Subsequently, we perform a joint fit of the TESS and CHEOPS light curves, and all available RV data from HARPS and the Planet Finder Spectrograph (PFS). Our model fits the planetary signals, the stellar activity signal and the instrumental decorrelation model for the CHEOPS data simultaneously. The stellar activity was modelled using a Gaussian-process regression on both the RV and activity indicators. We finally employ a Bayesian retrieval code to determine the internal composition and structure of the planets. We derive updated and highly precise parameters for the HD 15337 system. Our improved precision on the planetary parameters makes HD 15337 b one of the most precisely characterised rocky exoplanets, with radius and mass measurements achieving a precision better than 2\% and 7\%, respectively. We are able to improve the precision of the radius measurement of HD 15337 c to 3\%. Our results imply that the composition of HD 15337 b is predominantly rocky, while HD 15337 c exhibits a gas envelope with a mass of at least $0.01\ M_\oplus$.Our results lay the groundwork for future studies, which can further unravel the atmospheric evolution of these exoplanets and give new insights into their composition and formation history and the causes behind the radius gap.
Auteurs: N. M. Rosário, O. D. S. Demangeon, S. C. C. Barros, D. Gandolfi, J. A. Egger, L. M. Serrano, H. P. Osborn, M. Beck, W. Benz, H. -G. Florén, P. Guterman, T. G. Wilson, Y. Alibert, L. Fossati, M. J. Hooton, L. Delrez, N. C. Santos, S. G. Sousa, A. Bonfanti, S. Salmon, V. Adibekyan, A. Nigioni, J. Venturini, R. Alonso, G. Anglada, J. Asquier, T. Bárczy, D. Barrado Navascues, O. Barragán, W. Baumjohann, T. Beck, N. Billot, F. Biondi, X. Bonfils, L. Borsato, A. Brandeker, C. Broeg, V. Cessa, S. Charnoz, A. Collier Cameron, Sz. Csizmadia, P. E. Cubillos, M. B. Davies, M. Deleuil, A. Deline, B. -O. Demory, D. Ehrenreich, A. Erikson, M. Esposito, A. Fortier, M. Fridlund, M. Gillon, M. Güdel, M. N. Günther, Ch. Helling, S. Hoyer, K. G. Isaak, L. L. Kiss, K. W. F. Lam, J. Laskar, A. Lecavelier des Etangs, M. Lendl, A. Luntzer, D. Magrin, P. F. L. Maxted, C. Mordasini, V. Nascimbeni, G. Olofsson, H. L. M. Osborne, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Pallé, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, D. Queloz, R. Ragazzoni, N. Rando, H. Rauer, I. Ribas, G. Scandariato, D. Ségransan, A. E. Simon, A. M. S. Smith, M. Stalport, Gy. M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, V. Van Eylen, V. Van Grootel, E. Villaver, I. Walter, N. A. Walton
Dernière mise à jour: 2024-03-25 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2403.16621
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2403.16621
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://mast.stsci.edu/
- https://github.com/sousasag/ARES
- https://stev.oapd.inaf.it/cgi-bin/cmd
- https://exoplanetarchive.ipac.caltech.edu
- https://doi.org/10.54499/2022.06962.PTDC
- https://orcid.org/0000-0002-8588-6730
- https://orcid.org/0000-0001-7918-0355
- https://orcid.org/0000-0003-2434-3625
- https://orcid.org/0000-0001-8627-9628
- https://orcid.org/0000-0003-1628-4231
- https://orcid.org/0000-0001-9211-3691
- https://orcid.org/0000-0002-4047-4724
- https://orcid.org/0000-0003-3926-0275
- https://orcid.org/0000-0001-7896-6479
- https://orcid.org/0000-0001-8749-1962
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