Nouveaux aperçus des observations du système TOI-5375
L'étude du système TOI-5375 révèle des caractéristiques clés des étoiles de très faible masse.
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Table des matières
TOI-5375 B est une étoile de très faible masse qui gravite autour d'une autre étoile, connue sous le nom de TOI-5375, qui est une étoile de type M précoce. Ce système a été repéré pour la première fois par la mission TESS, un projet de la NASA qui cherche des changements de luminosité dans le ciel, principalement pour dénicher des planètes en orbite autour des étoiles.
Observations et Découvertes
La mission TESS a observé le système TOI-5375, ce qui a conduit à l'identification d'un objet compagnon. Ce compagnon était d'abord pensé être une planète, mais des études plus poussées ont montré qu'il s'agissait en fait d'une étoile de très faible masse, proche de la limite de masse de combustion de l'hydrogène. La masse de TOI-5375 B est d'environ 0,080 masses solaires et son rayon est d'environ 0,1114 rayons solaires.
Le compagnon orbite son étoile hôte avec une période de 1,721553 jours. Pendant ce temps, l'étoile hôte, TOI-5375, montre des changements de luminosité réguliers liés à son activité, ce qui aide les scientifiques à étudier sa rotation. La période de rotation de l'étoile hôte est d'environ 1,9716 jours.
Importance du Système TOI-5375
Le système TOI-5375 est important pour comprendre les étoiles de faible masse qui sont juste au seuil où elles commencent à brûler l'hydrogène. En étudiant ce système, les chercheurs peuvent recueillir des informations précieuses qui contribuent aux modèles d'évolution de telles étoiles. Cette compréhension est cruciale car elle aide les scientifiques à en apprendre davantage sur le comportement d'étoiles comme notre Soleil.
Le Rôle de TESS
TESS, le vaisseau spatial qui a repéré TOI-5375 B, surveille en permanence le ciel pour détecter les baisses de luminosité à court terme causées par des planètes passant devant leurs étoiles. Cependant, beaucoup de ces signaux peuvent être trompeurs, provenant en réalité de systèmes d'étoiles binaires. Depuis son lancement en 2018, TESS a confirmé de nombreuses planètes tout en identifiant de nombreux faux signaux, soulignant l'importance des observations de suivi.
Importance des Observations au sol
Pour assurer une classification précise des planètes ou étoiles potentielles, les observations au sol jouent un rôle vital. Les systèmes binaires éclipsants, où une étoile passe devant l'autre, fournissent des données clés sur la masse et la taille. De telles mesures sont cruciales pour affiner les modèles théoriques d'évolution stellaire. En cataloguant les faux positifs dans les données de TESS, les chercheurs peuvent améliorer le processus d'identification des vraies planètes.
Observations Détaillées
Le vaisseau spatial TESS a collecté des données sur TOI-5375 dans divers secteurs au fil du temps. Les données ont été analysées pour produire des courbes de lumière, montrant comment la luminosité de l'étoile change avec le temps. Grâce à cette analyse, les chercheurs ont identifié des variations de luminosité périodiques liées à la rotation de l'étoile hôte et à d'autres activités stellaires.
Les données provenant des télescopes au sol, ainsi que les observations de TESS, ont été utilisées pour réaliser des analyses détaillées du système TOI-5375. Ces observations incluaient des données photométriques, qui mesurent la quantité de lumière provenant de l'étoile, et des données de vitesse radiale, qui mesurent à quelle vitesse l'étoile se déplace vers nous ou s'en éloigne.
Caractéristiques Physiques de TOI-5375 B
TOI-5375 B a été classée comme une étoile de très faible masse, ce qui signifie qu'elle est à l'extrémité inférieure de l'échelle pour les objets capables de brûler de l'hydrogène. Cette étoile de petite masse permet aux scientifiques d'explorer des conditions et des caractéristiques qui régissent les cycles de vie stellaires. La masse et le rayon relativement faibles indiquent que, bien que TOI-5375 B soit toujours une étoile, elle est proche de la frontière pour être classée comme une planète.
Observations au Sol
Pour compléter les données de TESS, l'équipe a utilisé des observatoires au sol. Des observations ont été faites à des endroits comme l'Observatoire des Red Buttes, en utilisant des caméras et des filtres spécialisés pour obtenir des images claires des étoiles. Ces données ont contribué à confirmer les découvertes de TESS, ajoutant de la clarté et soutenant la classification de TOI-5375 B en tant qu'étoile de très faible masse.
Études spectroscopiques
Des observations supplémentaires ont été réalisées pour analyser les données spectrales de TOI-5375. Le spectre d'une étoile donne des aperçus sur sa température, sa composition et son mouvement. En étudiant le spectre lumineux émis par TOI-5375 B, les scientifiques ont pu déterminer ses propriétés plus précisément.
Le Rôle du Habitable-zone Planet Finder
Le Habitable-zone Planet Finder est un instrument utilisé pour recueillir des données de vitesse radiale. Ces informations sont cruciales pour déterminer comment les étoiles et leurs compagnons interagissent. La technique de vitesse radiale mesure comment l'étoile vacille lorsqu'une planète ou un compagnon tire sur elle, ce qui donne un aperçu supplémentaire de la masse du compagnon.
Imagerie Speckle
L'imagerie speckle a également été utilisée pour rechercher d'éventuels objets lumineux à proximité qui pourraient interférer avec les observations. Cette technique aide à identifier des systèmes d'étoiles proches et à écarter des sources potentielles de confusion dans les données recueillies par TESS et les observations au sol.
Caractérisation des Paramètres Stellaires
Les chercheurs ont mesuré plusieurs paramètres stellaires, y compris le rayon et la masse de TOI-5375. Les résultats ont montré que la masse et la taille de l'étoile hôte s'inscrivaient bien dans la plage attendue pour les étoiles de type M précoce. Comprendre ces paramètres est vital pour comparer TOI-5375 avec d'autres étoiles et d'autres systèmes.
Comprendre la Rotation et l'Âge
La rotation de l'étoile hôte a des implications sur son âge. Les étoiles ont tendance à ralentir leur rotation au fur et à mesure qu'elles vieillissent. En mesurant la période de rotation, les scientifiques peuvent estimer l'âge de TOI-5375. Les découvertes suggèrent que l'étoile a environ 400 millions d'années, ce qui est cohérent avec les caractéristiques attendues pour les naines M précoces.
Implications pour les Modèles d'Évolution Stellaire
L'étude de TOI-5375 et de son compagnon contribue aux modèles existants d'évolution stellaire. La masse et la température de TOI-5375 B sont des indices critiques qui aident à améliorer la compréhension de la façon dont les étoiles évoluent en fonction de leur taille et de leur masse. Les chercheurs peuvent comparer ces résultats avec des modèles théoriques pour affiner les prédictions sur des étoiles similaires.
Potentiel pour de Futures Observations
Le système TOI-5375 ouvre la porte à des études plus détaillées à l'avenir. Observer la dynamique de ce système peut fournir des aperçus sur les atmosphères des étoiles de faible masse et peut mener à de nouvelles découvertes sur leur comportement dans diverses conditions.
Conclusion
Le système TOI-5375 apporte une précieuse pièce au puzzle des caractéristiques stellaires, en particulier pour les étoiles de très faible masse. L'utilisation combinée des données de TESS et des observations au sol a permis aux scientifiques de classifier avec précision TOI-5375 B. Au fur et à mesure que la recherche se poursuit, cela aidera à approfondir la compréhension de l'évolution stellaire et des conditions sous lesquelles les étoiles et les planètes se forment et se développent.
Cette exploration fait partie d'un effort plus large pour comprendre notre univers et les nombreux corps célestes qui s'y trouvent. Les futures observations et études de systèmes comme TOI-5375 fourniront non seulement plus d'informations sur ces étoiles spécifiques, mais approfondiront également notre compréhension de la nature des étoiles et de leurs compagnons dans tout le cosmos.
Titre: TOI-5375 B: A Very Low Mass Star at the Hydrogen-Burning Limit Orbiting an Early M-type Star
Résumé: The TESS mission detected a companion orbiting TIC 71268730, categorized it as a planet candidate, and designated the system TOI-5375. Our follow-up analysis using radial velocity data from the Habitable-zone Planet Finder (HPF), photometric data from Red Buttes Observatory (RBO), and speckle imaging with NN-EXPLORE Exoplanet Stellar Speckle Imager (NESSI) determined that the companion is a very low mass star (VLMS) near the hydrogen-burning mass limit with a mass of 0.080$\pm{0.002} M_{\Sun}$ ($83.81\pm{2.10} M_{J}$), a radius of 0.1114$^{+0.0048}_{-0.0050} R_{\Sun}$ (1.0841$^{0.0467}_{0.0487} R_{J}$), and brightness temperature of $2600\pm{70}$ K. This object orbits with a period of 1.721553$\pm{0.000001}$ days around an early M dwarf star ($0.62\pm{0.016}M_{\Sun}$). TESS photometry shows regular variations in the host star's TESS light curve, which we interpreted as activity-induced variation of $\sim$2\%, and used this variability to measure the host star's stellar rotation period of 1.9716$^{+0.0080}_{-0.0083}$ days. The TOI-5375 system provides tight constraints on stellar models of low-mass stars at the hydrogen-burning limit and adds to the population in this important region.
Auteurs: Mika Lambert, Chad F. Bender, Shubham Kanodia, Caleb I. Cañas, Andrew Monson, Guðmundur Stefánsson, William D. Cochran, Mark E. Everett, Arvind F. Gupta, Fred Hearty, Henry A. Kobulnicky, Jessica E. Libby-Roberts, Andrea S. J. Lin, Suvrath Mahadevan, Joe P. Ninan, Brock A. Parker, Paul Robertson, Christian Schwab, Ryan C. Terrien
Dernière mise à jour: 2023-03-28 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.16193
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.16193
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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