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# Physique# Astrophysique terrestre et planétaire

Enquête sur les jeunes exoplanètes dans le système HD 63433

Un regard de près sur les jeunes exoplanètes et leurs caractéristiques autour de HD 63433.

― 6 min lire


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Table des matières

Les scientifiques ont découvert des milliers d'Exoplanètes, mais seules quelques-unes sont des planètes jeunes, c'est-à-dire qu'elles ont moins de 900 millions d'années. Étudier ces planètes jeunes est important parce que ça nous aide à comprendre comment les planètes se forment et évoluent avec le temps. Cet article se concentre sur deux jeunes planètes qui gravitent autour d'une étoile appelée HD 63433, qui a environ 400 millions d'années.

L'Importance d'Étudier les Jeunes Exoplanètes

Les jeunes exoplanètes offrent une occasion unique de comprendre leurs caractéristiques actuelles et les processus liés à leur Formation. En mesurant les masses de ces planètes, les chercheurs peuvent en apprendre davantage sur les conditions dans lesquelles elles se sont formées et comment elles ont changé depuis. Cette compréhension peut aussi éclairer la formation d'autres planètes et la manière dont elles pourraient évoluer.

Le Système Stellaire HD 63433

HD 63433 est une étoile de type solaire appartenant à un groupe d'étoiles connu sous le nom de groupe de déplacement d'Ursa Major. Ce groupe est composé d'étoiles relativement jeunes qui partagent un mouvement commun dans l'espace. L'étoile HD 63433 abrite deux planètes transitoires, ce qui signifie que ces planètes passent devant l'étoile de notre point de vue, ce qui nous permet de les observer plus facilement.

Observations du Système HD 63433

Pour étudier les planètes en orbite autour de HD 63433, les scientifiques ont utilisé des données du Satellite d'Observation des Exoplanètes Transitoires (TESS) et de l'instrument CARMENES. TESS a fourni des mesures précises de la luminosité de l'étoile sur une longue période, tandis que CARMENES a permis aux chercheurs de collecter des données de vitesse radiale, ce qui aide à déterminer la masse des planètes.

Données Photométriques de TESS

La mission TESS a observé HD 63433 pendant cinq périodes distinctes, collectant des données sur la luminosité de l'étoile et cherchant des baisses de luminosité causées par les planètes en transit. En traitant ces données, les scientifiques ont pu confirmer l'existence des deux planètes et recueillir des informations sur leurs tailles.

Mesures de Vitesse Radiale de CARMENES

En plus des données de TESS, les scientifiques ont effectué de nombreuses mesures de la vitesse de l'étoile en utilisant CARMENES. Cela leur a permis de détecter l'attraction gravitationnelle que les planètes exercent sur l'étoile. En connaissant la masse de l'étoile et les vitesses des planètes, les chercheurs peuvent aussi calculer leurs masses.

Caractérisation des Planètes Transitoires

Après avoir analysé les données, les chercheurs ont découvert que la planète intérieure, appelée HD 63433 b, a un rayon d'environ 2,14 fois celui de la Terre, tandis que la planète extérieure, HD 63433 c, est plus grande, avec environ 2,69 fois le rayon de la Terre. Ces mesures montrent que les deux planètes sont plus grandes que la Terre et entrent dans une catégorie appelée sub-Neptunes.

Mesures de Masse des Planètes

Grâce à leur analyse, les scientifiques ont déterminé que la masse de HD 63433 c est d'environ 15,5 fois celle de la Terre. Ils ont aussi fixé une limite supérieure pour la masse de HD 63433 b à 21,8 fois celle de la Terre. Les résultats suggèrent que les deux planètes sont principalement constituées de minéraux silicatés et d'eau, plutôt que de métaux lourds comme le fer.

Modèles Théoriques de Formation Planétaire

En se basant sur les mesures de masse et de rayon, les scientifiques peuvent situer ces planètes dans un contexte en utilisant des modèles théoriques. Ces modèles suggèrent que les deux planètes se sont probablement formées avec une quantité significative d'eau et de silicates, plutôt que d'avoir de grandes enveloppes gazeuses. Cela signifie que HD 63433 c, par exemple, a peut-être perdu la plupart de son contenu gazeux au fil du temps.

Activité Stellaire et Son Impact

Un des défis dans l'étude des exoplanètes comme celles autour de HD 63433 est la forte activité de leur étoile hôte. Les jeunes étoiles ont souvent une activité magnétique intense, rendant difficile la séparation des signaux des planètes du bruit créé par l'activité de l'étoile. Ce bruit peut compliquer les mesures de masse et de rayon.

La Recherche de Nouvelles Jeunes Planètes

Malgré ces défis, les astronomes recherchent constamment de nouvelles jeunes planètes. Avec la technologie avancée et les missions en cours, ils ont récemment trouvé plusieurs jeunes planètes autour d'autres étoiles. Cependant, beaucoup de ces systèmes attendent encore une étude détaillée pour confirmer leurs propriétés.

Comparer les Jeunes et les Vieilles Exoplanètes

L'étude des jeunes exoplanètes est cruciale pour comprendre leurs propriétés comparées à celles des plus anciennes. Les scientifiques visent à déterminer comment les caractéristiques des planètes changent au fil du temps, en particulier en ce qui concerne leurs atmosphères et leurs compositions.

La Vallée des Rayons

Un concept intéressant dans la recherche sur les exoplanètes est la "vallée des rayons". Ce terme décrit un écart dans les tailles des petites planètes, indiquant qu'il pourrait y avoir différents types de planètes selon leur histoire de formation et leur composition. Comprendre où les jeunes planètes s'inscrivent dans ce tableau peut fournir des informations précieuses sur leur évolution.

Conclusions et Futures Recherches

Les deux planètes autour de HD 63433 représentent un petit mais significatif groupe de jeunes exoplanètes qui ont été bien étudiées. Cette recherche a fourni des informations importantes sur leurs masses, tailles et compositions probables. À l'avenir, l'étude de plus d'exoplanètes jeunes aidera à construire une image plus claire de la formation et de l'évolution planétaire.

Importance des Découvertes

En mesurant les masses et les rayons de ces jeunes planètes, les chercheurs contribuent à une meilleure compréhension des systèmes planétaires dans notre galaxie. Ces découvertes mettent en avant l'importance d'étudier les jeunes planètes et les divers facteurs qui influencent leur développement.

Dernières Pensées

Alors que la technologie continue de s'améliorer et que de nouvelles missions sont lancées, on peut s'attendre à en apprendre encore plus sur les jeunes exoplanètes. Les connaissances tirées d'études comme celles de HD 63433 aideront à éclairer notre compréhension de la formation et de l'évolution des planètes tout au long de leur vie. Ce savoir est essentiel pour comprendre non seulement notre système solaire, mais aussi les mondes divers qui existent au-delà.

Source originale

Titre: Dynamical masses of two young transiting sub-Neptunes orbiting HD 63433

Résumé: Although the number of exoplanets reported in the literature exceeds 5000 so far, only a few dozen of them are young planets ($\le$900 Myr). However, a complete characterization of these young planets is key to understanding the current properties of the entire population. Hence, it is necessary to constrain the planetary formation processes and the timescales of dynamical evolution by measuring the masses of exoplanets transiting young stars. We characterize and measure the masses of two transiting planets orbiting the 400 Myr old solar-type star HD\,63433, which is a member of the Ursa Major moving group. We analysed precise photometric light curves of five sectors of the TESS mission with a baseline of $\sim$750 days and obtained $\sim$150 precise radial velocity measurements with the visible and infrared arms of the CARMENES instrument at the Calar Alto 3.5 m telescope in two different campaigns of $\sim$500 days. We performed a combined photometric and spectroscopic analysis to retrieve the planetary properties of two young planets. The strong stellar activity signal was modelled by Gaussian regression processes. We have updated the transit parameters of HD\,63433\,b and c and obtained planet radii of R$_p^b$\,=\,2.140\,$\pm$\,0.087 R$_\oplus$ and R$_p^c$\,=\,2.692\,$\pm$\,0.108 R$_\oplus$. Our analysis allowed us to determine the dynamical mass of the outer planet with a 4$\sigma$ significance ($M_p^c$\,=\,15.54\,$\pm$\,3.86 M$_\oplus$) and set an upper limit on the mass of the inner planet at 3$\sigma$ ($M_p^b$\,$

Auteurs: M. Mallorquín, V. J. S. Béjar, N. Lodieu, M. R. Zapatero Osorio, H. Tabernero, A. Suárez Mascareño, M. Zechmeister, R. Luque, E. Pallé, D. Montes

Dernière mise à jour: 2023-03-27 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2303.15411

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.15411

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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