La nouvelle exoplanète découverte TOI-244 b soulève des questions
Les scientifiques étudient les caractéristiques intrigantes de l'exoplanète TOI-244 b.
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Table des matières
Récemment, des chercheurs ont confirmé l'existence d'une nouvelle exoplanète appelée TOI-244 b, qui orbite autour d'une étoile connue sous le nom de GJ 1018. Cette planète est considérée comme une super-Terre, ce qui veut dire qu'elle est un peu plus grande que notre Terre mais plus petite que des géantes gazeuses comme Neptune. TOI-244 b a attiré l'attention des scientifiques à cause de sa densité inhabituelle. La découverte a été faite en utilisant des données collectées à partir de divers observatoires et télescopes, y compris TESS, un satellite conçu pour chercher des exoplanètes.
C'est quoi les Super-Terres ?
Les super-Terres sont des planètes qui ont une masse plus grande que celle de la Terre mais plus petite que celle de Neptune. Elles sont fascinantes parce qu'elles peuvent avoir des surfaces solides et potentiellement des conditions propices à la vie. Les scientifiques s'intéressent particulièrement à la composition et à l'atmosphère de ces planètes, car elles peuvent différer considérablement de la Terre.
Caractéristiques de TOI-244 b
TOI-244 b est une petite planète, avec un rayon d'environ 1,52 fois celui de la Terre et une masse d'environ 2,68 fois celle de la Terre. Sa densité est plus basse que ce qu'on pourrait attendre d'une planète rocheuse comme la Terre, ce qui laisse penser que sa composition pourrait inclure une quantité significative de matériaux plus légers.
La planète orbite autour de GJ 1018, une étoile naine M brillante située à environ 22 années-lumière de nous. Les étoiles naines M sont connues pour être plus froides et plus petites que notre Soleil mais sont très courantes dans la galaxie. GJ 1018 a une température effective d'environ 3 407 K et a une masse d'environ 0,40 fois celle du Soleil.
Le Processus de Découverte
La confirmation de TOI-244 b a impliqué l'utilisation de techniques avancées pour analyser à la fois la lumière de l'étoile et le "balancement" gravitationnel causé par la présence de la planète. Les données du satellite TESS ont été combinées avec des mesures précises du spectrographe ESPRESSO au Très Grand Télescope. Cette combinaison a permis aux scientifiques de modéliser avec précision les caractéristiques de la planète.
Les observations ont montré que TOI-244 b a une période orbitale de 7,4 jours, ce qui signifie qu'elle complète une orbite autour de son étoile en un peu plus d'une semaine. Cette proximité avec son étoile entraîne une température de surface plus élevée, ce qui affecte son atmosphère et son potentiel d'habitabilité.
Informations sur la Composition
Les analyses suggèrent que TOI-244 b pourrait avoir perdu son atmosphère d'hydrogène d'origine à cause de processus comme la Photoévaporation, où la radiation intense de l'étoile élimine les gaz atmosphériques. Cependant, on pense que la planète pourrait encore conserver des volatils comme l'eau, ce qui peut être clé pour comprendre son potentiel à abriter la vie.
La structure interne de TOI-244 b a été théorisée comme consistant en un noyau solide de fer et un manteau composé de matériaux silicatés. On pense qu'il pourrait y avoir une épaisse couche d'eau à la surface de la planète, ce qui la rendrait potentiellement riche en eau comme certaines des lunes de notre système solaire.
Le Rôle de la Météallicité Stellaire
Un aspect de la recherche a examiné la relation entre la teneur en métaux de l'étoile et les caractéristiques des planètes qui l'orbite. Les étoiles comme GJ 1018, qui sont pauvres en métaux, ont été associées à des planètes avec des Densités plus faibles. Cette tendance pourrait indiquer que les éléments constitutifs des planètes autour des étoiles pauvres en métaux sont différents de ceux autour des étoiles plus riches en métaux.
Techniques d'Observation
En utilisant une méthode appelée mesures de vitesse radiale, les chercheurs ont pu déterminer la masse de TOI-244 b. Cette méthode repose sur la détection de légers déplacements dans le spectre lumineux de l'étoile dû à l'influence gravitationnelle de la planète en orbite. Les données obtenues grâce à cette méthode, combinées à des observations photométriques, ont permis une analyse détaillée des propriétés physiques de la planète.
Tendances dans la Population
Les résultats concernant TOI-244 b et son étoile hôte contribuent à une base de données croissante d'exoplanètes. Les données actuelles suggèrent que de nombreuses super-Terres à faible densité se trouvent autour d'étoiles pauvres en métaux. Notamment, ces planètes ont généralement une atmosphère plus épaisse ou une composition différente de celles de leurs homologues terrestres.
Directions de Recherche Futures
Étant donné les propriétés inhabituelles de TOI-244 b, elle est susceptible de devenir une cible majeure pour de futures études, en particulier celles visant à comprendre son atmosphère. Les études atmosphériques pourraient révéler la présence de vapeur d'eau et d'autres gaz qui pourraient indiquer si la planète pourrait soutenir la vie.
Conclusion
TOI-244 b offre une opportunité excitante pour les scientifiques d'explorer la diversité des planètes au-delà de notre système solaire. Ses caractéristiques uniques et l'environnement dans lequel elle orbite offrent des aperçus précieux sur la formation des planètes et le potentiel de vie ailleurs dans l'univers.
Cette recherche souligne l'importance des technologies d'observation avancées et des efforts collaboratifs parmi les astronomes du monde entier. Au fur et à mesure que d'autres données sont collectées, notre compréhension des exoplanètes continuera d'évoluer, nous rapprochant des réponses à des questions fondamentales sur l'univers et notre place en son sein.
Titre: An unusually low-density super-Earth transiting the bright early-type M-dwarf GJ 1018 (TOI-244)
Résumé: Small planets located at the lower mode of the bimodal radius distribution are generally assumed to be composed of iron and silicates in a proportion similar to that of the Earth. However, recent discoveries are revealing a new group of low-density planets that are inconsistent with that description. We intend to confirm and characterize the TESS planet candidate TOI-244.01, which orbits the bright ($K$ = 7.97 mag), nearby ($d$ = 22 pc), and early-type (M2.5 V) M-dwarf star GJ 1018 with an orbital period of 7.4 days. We used Markov Chain Monte Carlo methods to model 57 precise radial velocity measurements acquired by the ESPRESSO spectrograph together with TESS photometry and complementary HARPS data. We find TOI-244 b to be a super-Earth with a radius of $R_{\rm p}$ = 1.52 $\pm$ 0.12 $\rm R_{\oplus}$ and a mass of $M_{\rm p}$ = 2.68 $\pm$ 0.30 $\rm M_{\oplus}$. These values correspond to a density of $\rho$ = 4.2 $\pm$ 1.1 $\rm g \cdot cm^{-3}$, which is below what would be expected for an Earth-like composition. We find that atmospheric loss processes may have been efficient to remove a potential primordial hydrogen envelope, but high mean molecular weight volatiles such as water could have been retained. Our internal structure modeling suggests that TOI-244 b has a $479^{+128}_{-96}$ km thick hydrosphere over a 1.17 $\pm$ 0.09 $\rm R_{\oplus}$ solid structure composed of a Fe-rich core and a silicate-dominated mantle compatible with that of the Earth. On a population level, we find two tentative trends in the density-metallicity and density-insolation parameter space for the low-density super-Earths, which may hint at their composition. With a 8$\%$ precision in radius and 12$\%$ precision in mass, TOI-244 b is among the most precisely characterized super-Earths, which, together with the likely presence of an extended hydrosphere, makes it a key target for atmospheric observations.
Auteurs: A. Castro-González, O. D. S. Demangeon, J. Lillo-Box, C. Lovis, B. Lavie, V. Adibekyan, L. Acuña, M. Deleuil, A. Aguichine, M. R. Zapatero Osorio, H. M. Tabernero, J. Davoult, Y. Alibert, N. Santos, S. G. Sousa, A. Antoniadis-Karnavas, F. Borsa, J. N. Winn, C. Allende Prieto, P. Figueira, J. M. Jenkins, A. Sozzetti, M. Damasso, A. M. Silva, N. Astudillo-Defru, S. C. C. Barros, X. Bonfils, S. Cristiani, P. Di Marcantonio, J. I. González Hernández, G. Lo Curto, C. J. A. P. Martins, N. J. Nunes, E. Palle, F. Pepe, S. Seager, A. Suárez Mascareño
Dernière mise à jour: 2023-05-08 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2305.04922
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2305.04922
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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Liens de référence
- https://mast.stsci.edu/portal/Mashup/Clients/Mast/Portal.html
- https://www.eso.org/sci/software/pipelines/index.html
- https://archive.eso.org/scienceportal/home
- https://asas-sn.osu.edu/
- https://github.com/hmtabernero/SteParSyn/
- https://github.com/AlexandrosAntoniadis/ODUSSEAS/
- https://github.com/castro-gzlz/mr-plotter
- https://svo.cab.inta-csic.es
- https://www.cosmos.esa.int/gaia
- https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dpac/consortium