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Nouveaux planètes découvertes autour de l'étoile naine M TOI-1470

Des astronomes ont découvert deux nouvelles planètes orbitant autour de l'étoile TOI-1470, ce qui enrichit nos connaissances sur les exoplanètes.

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TOI-1470 est une étoile située à environ 51,9 années-lumière de nous. C'est une étoile de type naine M, plus petite et plus froide que notre Soleil. Récemment, des astronomes ont découvert deux planètes en orbite autour de cette étoile. La première planète, appelée TOI-1470 b, a une période d'orbite d'environ 2,5 jours, tandis que la seconde, TOI-1470 c, orbite en environ 18,1 jours. Cette recherche aide à améliorer notre compréhension des systèmes planétaires autour des naines M.

Découverte des Planètes

La planète TOI-1470 b a été d'abord détectée par le satellite de surveillance des exoplanètes en transit, connu sous le nom de TESS. Ce satellite observe les étoiles pour détecter des baisses de luminosité, ce qui peut indiquer la présence d'une planète passant devant l'étoile. Les données recueillies par TESS ont ensuite amené des examens supplémentaires pour confirmer ces découvertes.

Pour soutenir la découverte, les scientifiques ont utilisé une méthode appelée mesures de vitesse radiale (RV). Cela consiste à observer les décalages dans le spectre lumineux de l’étoile pendant que les planètes tournent autour. Le spectrographe CARMENES a été utilisé pour capturer ces décalages avec une grande précision.

Observations et Analyse

Un total de 44 mesures RV a été pris sur une période de huit mois pour surveiller l’activité de l'étoile et les mouvements des planètes. En plus d'analyser le spectre lumineux de l'étoile, des données Photométriques supplémentaires ont été collectées à l'aide de télescopes au sol, assurant une analyse complète des transits des planètes.

Les résultats ont montré que TOI-1470 b a un rayon environ 2,18 fois celui de la Terre. La nouvelle découverte, TOI-1470 c, a un rayon d'environ 2,44 fois celui de la Terre. Cela fait de ces deux planètes des Sous-Neptunes, ce qui signifie qu'elles sont plus grandes que la Terre mais plus petites que Neptune.

Caractéristiques de TOI-1470

TOI-1470 a une période de rotation estimée à environ 29 jours. L'étoile n'est pas très brillante et semble typique par rapport aux autres étoiles naines M. Ses couleurs et sa luminosité correspondent à ce qui est attendu pour son type, et il n'y a pas de preuve significative qu'il s'agisse d'une étoile jeune.

Activité Stellaire

Des étoiles comme TOI-1470 présentent des niveaux d'activité variables, ce qui peut influencer les mesures prises lors des observations. Cette activité peut introduire du bruit, rendant essentiel pour les scientifiques d'analyser les données avec soin pour distinguer les signaux de l'étoile de ceux des planètes en orbite.

Pour étudier l'activité de TOI-1470, les astronomes ont utilisé à la fois des données photométriques et spectroscopiques pour comprendre comment des caractéristiques comme les taches stellaires impactent la lumière émise par l'étoile. Les changements saisonniers de la luminosité stellaire ont également été suivis, aidant à estimer la rotation et l'activité de l'étoile.

Caractéristiques Planétaires

Les deux planètes découvertes dans le système TOI-1470 s'inscrivent dans une tendance plus large observée chez les exoplanètes. La recherche a mis en évidence un écart dans les tailles des planètes, souvent appelé la "vallée des rayons". Cet écart est observé entre les petites planètes rocheuses et les grandes géantes gazeuses. TOI-1470 b et c se situent du côté plus petit de cette vallée, suggérant des compositions uniques.

Les densités volumétriques des planètes ont été calculées, suggérant que TOI-1470 b pourrait avoir un mélange de roche et de gaz, tandis que TOI-1470 c serait probablement plus riche en substances volatiles comme l'eau.

Implications pour l'Habitabilité

Les deux planètes orbitent dans une zone qui est théoriquement propice à l'hébergement de la vie, connue sous le nom de Zone habitable. Comprendre où se situent ces planètes par rapport à la zone habitable peut donner des indications cruciales sur la possibilité d'existence là-bas. TOI-1470 b et c sont placées près du bord intérieur de cette zone, ce qui indique qu'elles pourraient subir des températures plus élevées et potentiellement influencer leurs atmosphères et leur habitabilité.

Études Futures

Cette découverte ajoute deux planètes à la liste en expansion des exoplanètes connues. La recherche en cours se concentrera probablement sur la caractérisation plus approfondie de ces planètes, en particulier leur composition atmosphérique et les changements qui pourraient se produire avec le temps à mesure que nous collectons plus de données.

Les scientifiques s'intéressent particulièrement à la façon dont TOI-1470 b et c se comparent à d'autres exoplanètes en ce qui concerne leur formation, leurs compositions et leur potentiel d'hébergement de la vie. Les découvertes du système TOI-1470 pourraient aider à éclairer des études à plus grande échelle, contribuant à une compréhension plus profonde des systèmes planétaires autour des naines M.

Conclusion

L'identification de TOI-1470 b et TOI-1470 c met en avant des développements passionnants dans la recherche sur les exoplanètes. Avec ces découvertes, les astronomes peuvent mieux comprendre les complexités des systèmes planétaires et leur formation, en particulier autour des étoiles naines M. Les deux planètes sous-Neptune offrent une nouvelle perspective sur la diversité des planètes qui existent au-delà de notre système solaire, contribuant finalement à notre quête pour comprendre l'univers et notre place en son sein.

Source originale

Titre: Two sub-Neptunes around the M dwarf TOI-1470

Résumé: Aims. A transiting planet candidate with a sub-Neptune radius orbiting the nearby ($d$ = 51.9$\pm$0.07 pc) M1.5 V star TOI-1470 with a period of $\sim$2.5 d was announced by the NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), which observed the field of TOI-1470 in four different sectors. We aim to validate its planetary nature using precise radial velocities (RVs) taken with the CARMENES spectrograph. Methods. We obtained 44 RV measurements with CARMENES spanning eight months between 3 June 2020 and 17 January 2021. For a better characterization of the parent star activity, we also collected contemporaneous optical photometric observations at the Joan Or\'o and Sierra Nevada Observatories, and we retrieved archival photometry from the literature. We used ground-based photometric observations from MuSCAT and also from MuSCAT2 and MuSCAT3 to confirm the planetary transit signals. We performed a combined photometric and spectroscopic analysis by including Gaussian processes and Keplerian orbits to simultaneously account for the stellar activity and planetary signals. Results. We estimate that TOI-1470 has a rotation period of 29$\pm$3 d based on photometric and spectroscopic data. The combined analysis confirms the discovery of the announced transiting planet, TOI-1470 b, with an orbital period of 2.527093$\pm$0.000003 d, a mass of $7.32^{+1.21}_{-1.24}$ M$_{\oplus}$, and a radius of $2.18^{+0.04}_{-0.04}$ R$_{\oplus}$. We also discover a second transiting planet that was not announced previously by TESS, TOI-1470 c, with an orbital period of 18.08816$\pm$0.00006 d, a mass of $7.24^{+2.87}_{-2.77}$ M$_{\oplus}$, and a radius of $2.47^{+0.02}_{-0.02}$ R$_{\oplus}$. The two planets are placed on the same side of the radius valley of M dwarfs and lie between TOI-1470 and the inner border of its habitable zone.

Auteurs: E. González-Álvarez, M. R. Zapatero Osorio, J. A. Caballero, V. J. S. Béjar, C. Cifuentes, A. Fukui, E. Herrero, K. Kawauchi, J. H. Livingston, M. J. López-González, G. Morello, F. Murgas, N. Narita, E. Pallé, V. M. Passegger, E. Rodríguez, C. Rodríguez-López, J. Sanz-Forcada, A. Schweitzer, H. M. Tabernero, A. Quirrenbach, P. J. Amado, D. Charbonneau, D. R. Ciardi, S. Cikota, K. A. Collins, D. M. Conti, M. Fausnaugh, A. P. Hatzes, C. Hedges, Th. Henning, J. M. Jenkins, D. W. Latham, B. Massey, D. Moldovan, D. Montes, A. Panahi, A. Reiners, I. Ribas, G. R. Ricker, S. Seager, A. Shporer, G. Srdoc, P. Tenenbaum, R. Vanderspek, J. N. Winn, I. Fukuda, M. Ikoma, K. Isogai, Y. Kawai, M. Mori, M. Tamura, N. Watanabe

Dernière mise à jour: 2023-06-14 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.08516

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.08516

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/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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