TOI-561 b : Un coup d'œil sur une planète unique
Examinons les propriétés fascinantes de la planète à période ultra-courte TOI-561 b.
― 5 min lire
Table des matières
Les planètes à période ultra-courte (USP) sont un type particulier de super-Terres qui orbitent autour de leurs étoiles en moins d'un jour. À cause de leur proximité avec leur étoile, elles subissent une forte radiation, ce qui peut affecter leur capacité à garder une atmosphère. Beaucoup de ces planètes pourraient juste être des noyaux rocheux, tandis que certaines pourraient avoir des Atmosphères fines et atypiques. TOI-561 b est une de ces planètes qui suscite de l’intérêt grâce à ses propriétés uniques.
L'importance de TOI-561 b
TOI-561 b fait partie d'un système multi-planétaire autour d'une étoile connue sous le nom de TOI-561. Cette planète se distingue par sa très faible Densité comparée aux autres USP. Étudier TOI-561 b aide les scientifiques à mieux comprendre la nature des USP et éclaire la formation et l'évolution des planètes.
Observations de TOI-561 b
Pour recueillir plus d'infos sur TOI-561 b, les scientifiques ont fait des observations précises avec le télescope CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite). Ils se sont concentrés sur les transits, c’est-à-dire les moments où TOI-561 b passe devant son étoile, bloquant une partie de sa lumière. Cela a permis aux chercheurs de collecter des données sur la taille de la planète et ses caractéristiques orbitales.
En plus de CHEOPS, des observations ont aussi été réalisées avec le satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). En combinant les données des deux télescopes, l'équipe espérait mieux comprendre la structure de TOI-561 b et toute atmosphère qu'elle pourrait avoir.
Analyse des données de transit
L'équipe a analysé les données de transit pour déterminer les propriétés de TOI-561 b. Ils voulaient mesurer avec précision le rayon de la planète et comprendre sa structure interne. L'analyse s'est concentrée sur la relation entre le rayon de la planète et sa densité, ce qui peut donner des indications sur sa composition.
Pour affiner leurs mesures, les chercheurs ont écarté les points de données de mauvaise qualité, souvent causés par des rayons cosmiques ou d'autres bruits. Ce filtrage a aidé à garantir l'exactitude des résultats.
Modélisation de la structure interne
Une fois les données collectées, les scientifiques ont construit des modèles pour comprendre la structure interne de TOI-561 b. Ils ont découvert qu'un modèle simple avec juste un noyau rocheux et un manteau silicaté ne pouvait pas expliquer la densité observée. Au lieu de ça, ils ont proposé que TOI-561 b pourrait avoir une fine couche d'eau, ce qui pourrait contribuer à sa densité globale.
Explorer la structure interne aide à déterminer si la planète a une atmosphère significative ou si elle est principalement un corps rocheux. Les résultats suggèrent que la planète a probablement un petit enveloppe gazeuse, potentiellement composée d’éléments plus lourds.
Observations d'éclipses
En plus d'étudier les transits, l'équipe a recherché des signaux d'éclipses secondaires, qui se produisent lorsque la planète passe derrière son étoile. Ce type d'observation peut fournir des détails supplémentaires sur l'atmosphère de la planète. Ils ont détecté un signal faible, indiquant que TOI-561 b pourrait avoir une émission thermique observable.
Avec des modèles, les chercheurs ont pu relier les signaux observés à la température attendue de la planète. Les résultats suggèrent que la température de TOI-561 b est suffisamment élevée pour que des composants atmosphériques puissent exister sous forme gazeuse.
Composition et atmosphère
Les USP comme TOI-561 b ont des atmosphères complexes à cause de leur proximité avec leurs étoiles. La radiation intense peut arracher les gaz plus légers, laissant des matériaux plus lourds dans l'atmosphère. Cela soulève des questions sur le type d'atmosphère que TOI-561 b pourrait avoir et ce qu'elle peut nous apprendre sur les propriétés de sa surface.
La recherche indique que TOI-561 b pourrait avoir une atmosphère composée de diverses espèces, comme du sodium et du potassium, selon les conditions de température et la présence d'activité à la surface.
Observations futures
En regardant vers l'avenir, les scientifiques sont excités à l'idée d'utiliser le télescope spatial James Webb (JWST) pour recueillir plus d'infos sur TOI-561 b. Le JWST permettra aux chercheurs d'explorer l'atmosphère de la planète plus en détail, aidant à identifier des composants spécifiques qui pourraient être présents. Cela pourrait fournir des indices sur l'histoire de la planète et sa relation avec son étoile hôte.
En observant TOI-561 b à différentes longueurs d'onde, les scientifiques espèrent mieux comprendre la composition de son atmosphère et explorer les effets de la radiation stellaire sur sa structure.
Conclusion
L'étude de TOI-561 b représente une avancée importante dans la compréhension des planètes à période ultra-courte. Cette recherche pourrait nous aider à comprendre comment ces mondes intrigants se forment et évoluent dans des environnements très différents de ceux de la Terre. Au fur et à mesure que de plus en plus de données seront disponibles, surtout grâce aux télescopes avancés, le mystère entourant TOI-561 b et d'autres planètes similaires continuera de se dévoiler, offrant des aperçus plus profonds sur la diversité des systèmes planétaires dans notre univers.
Titre: CHEOPS and TESS view of the ultra-short period super-Earth TOI-561 b
Résumé: Ultra-short period planets (USPs) are a unique class of super-Earths with an orbital period of less than a day and hence subject to intense radiation from their host star. While most of them are consistent with bare rocks, some show evidence of a heavyweight envelope, which could be a water layer or a secondary metal-rich atmosphere sustained by an outgassing surface. Much remains to be learned about the nature of USPs. The prime goal of the present work is to study the bulk planetary properties and atmosphere of TOI-561b, through the study of its transits and occultations. We obtained ultra-precise transit photometry of TOI-561b with CHEOPS and performed a joint analysis of this data with four TESS sectors. Our analysis of TOI-561b transit photometry put strong constraints on its properties, especially on its radius, Rp=1.42 +/- 0.02 R_Earth (at ~2% error). The internal structure modelling of the planet shows that the observations are consistent with negligible H/He atmosphere, however requiring other lighter materials, in addition to pure iron core and silicate mantle to explain the observed density. We find that this can be explained by the inclusion of a water layer in our model. We searched for variability in the measured Rp/R* over time to trace changes in the structure of the planetary envelope but none found within the data precision. In addition to the transit event, we tentatively detect occultation signal in the TESS data with an eclipse depth of ~27 +/- 11 ppm. Using the models of outgassed atmospheres from the literature we find that the thermal emission from the planet can mostly explain the observation. Based on this, we predict that NIR/MIR observations with JWST should be able to detect silicate species in the atmosphere of the planet. This could also reveal important clues about the planetary interior and help disentangle planet formation and evolution models.
Auteurs: J. A. Patel, J. A. Egger, T. G. Wilson, V. Bourrier, L. Carone, M. Beck, D. Ehrenreich, S. G. Sousa, W. Benz, A. Brandeker, A. Deline, Y. Alibert, K. W. F. Lam, M. Lendl, R. Alonso, G. Anglada, T. Bárczy, D. Barrado, S. C. C. Barros, W. Baumjohann, T. Beck, N. Billot, X. Bonfils, C. Broeg, M. -D. Busch, J. Cabrera, S. Charnoz, A. Collier Cameron, Sz. Csizmadia, M. B. Davies, M. Deleuil, L. Delrez, O. D. S. Demangeon, B. -O. Demory, A. Erikson, A. Fortier, L. Fossati, M. Fridlund, D. Gandolfi, M. Gillon, M. Güdel, K. Heng, S. Hoyer, K. G. Isaak, L. L. Kiss, E. Kopp, J. Laskar, A. Lecavelier des Etangs, C. Lovis, D. Magrin, P. F. L. Maxted, V. Nascimbeni, G. Olofsson, R. Ottensamer, I. Pagano, E. Pallé, G. Peter, G. Piotto, D. Pollacco, D. Queloz, R. Ragazzoni, N. Rando, F. Ratti, H. Rauer, I. Ribas, N. C. Santos, G. Scandariato, D. Ségransan, A. E. Simon, A. M. S. Smith, M. Steller, Gy. M. Szabó, N. Thomas, S. Udry, B. Ulmer, V. Van Grootel, V. Viotto, N. A. Walton
Dernière mise à jour: 2023-08-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2308.08687
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2308.08687
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.
Merci à arxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.
Liens de référence
- https://cdsarc.cds.unistra.fr/cgi-bin/qcat?J/A+A/
- https://orcid.org/0000-0001-5644-6624
- https://orcid.org/0000-0003-1628-4231
- https://orcid.org/0000-0001-8749-1962
- https://orcid.org/0000-0002-9148-034X
- https://orcid.org/0000-0003-3926-0275
- https://orcid.org/
- https://www.notion.so/D-Ehrenreich-7e5007d8e19f46368c036b8dfbbd5a59
- https://orcid.org/0000-0001-9047-2965
- https://orcid.org/0000-0001-7896-6479
- https://orcid.org/0000-0002-7201-7536
- https://www.notion.so/A-Deline-TS1-9b818a0c88e04c45910c1e49e0a4397d
- https://orcid.org/0000-0002-4644-8818
- https://orcid.org/0000-0002-9910-6088
- https://orcid.org/0000-0001-9699-1459
- https://orcid.org/0000-0001-8462-8126
- https://orcid.org/0000-0002-3645-5977
- https://orcid.org/0000-0002-7822-4413
- https://orcid.org/0000-0002-5971-9242
- https://orcid.org/0000-0003-2434-3625
- https://orcid.org/0000-0001-6271-0110
- https://orcid.org/0000-0003-3429-3836
- https://orcid.org/0000-0001-9003-8894
- https://orcid.org/0000-0001-5132-2614
- https://orcid.org/0000-0002-7442-491X
- https://orcid.org/0000-0002-8863-7828
- https://orcid.org/0000-0001-6803-9698
- https://orcid.org/0000-0001-6080-1190
- https://orcid.org/0000-0001-6036-0225
- https://orcid.org/0000-0001-6108-4808
- https://orcid.org/0000-0001-7918-0355
- https://orcid.org/0000-0002-9355-5165
- https://orcid.org/0000-0001-8450-3374
- https://orcid.org/0000-0003-4426-9530
- https://orcid.org/0000-0002-0855-8426
- https://orcid.org/0000-0001-8627-9628
- https://orcid.org/0000-0003-1462-7739
- https://orcid.org/0000-0003-1907-5910
- https://orcid.org/0000-0003-3477-2466
- https://orcid.org/0000-0001-8585-1717
- https://orcid.org/0000-0003-2634-789X
- https://orcid.org/0000-0002-5637-5253
- https://orcid.org/0000-0001-7120-5837
- https://orcid.org/0000-0003-0312-313X
- https://orcid.org/0000-0003-3794-1317
- https://orcid.org/0000-0001-9770-1214
- https://orcid.org/0000-0003-3747-7120
- https://orcid.org/0000-0001-9573-4928
- https://orcid.org/0000-0003-0987-1593
- https://orcid.org/0000-0001-6101-2513
- https://orcid.org/0000-0002-9937-6387
- https://orcid.org/0000-0002-3012-0316
- https://orcid.org/0000-0002-7697-5555
- https://orcid.org/0000-0002-6510-1828
- https://orcid.org/0000-0002-6689-0312
- https://orcid.org/0000-0003-4422-2919
- https://orcid.org/0000-0003-2029-0626
- https://orcid.org/0000-0003-2355-8034
- https://orcid.org/0000-0001-9773-2600
- https://orcid.org/0000-0002-2386-4341
- https://orcid.org/0000-0003-2459-6155
- https://orcid.org/0000-0001-7576-6236
- https://orcid.org/0000-0003-2144-4316
- https://orcid.org/0000-0003-3983-8778
- https://github.com/alphapsa/PIPE
- https://github.com/zmantas/LavaPlanets
- https://cheops.unige.ch/pht2/exposure-time-calculator/