Nuove scoperte dalle osservazioni del sistema TOI-5375
Lo studio del sistema TOI-5375 rivela tratti chiave delle stelle di massa molto bassa.
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TOI-5375 B è una stella a massa molto bassa che si trova attorno a un'altra stella, conosciuta come TOI-5375, che è una stella di tipo M precoce. Questo sistema è stato notato per la prima volta dalla missione TESS, un progetto della NASA che cerca piccole variazioni di luminosità nel cielo, principalmente per trovare pianeti che orbitano attorno alle stelle.
Osservazioni e Risultati
La missione TESS ha osservato il sistema TOI-5375, portando all'identificazione di un oggetto compagno. Questo compagno era inizialmente considerato un pianeta, ma studi successivi hanno rivelato che si tratta di una stella a massa molto bassa, vicina al limite di massa per la combustione dell'idrogeno. La massa di TOI-5375 B è di circa 0,080 masse solari e ha un raggio di circa 0,1114 raggi solari.
Il compagno orbita attorno alla sua stella ospite con un periodo di 1,721553 giorni. Durante questo tempo, la stella ospite, TOI-5375, mostra variazioni regolari di luminosità legate alla sua attività, il che aiuta gli scienziati a studiare la sua rotazione. Il periodo di rotazione della stella ospite è di circa 1,9716 giorni.
Importanza del Sistema TOI-5375
Il sistema TOI-5375 è significativo per comprendere le stelle a bassa massa che sono appena al punto in cui iniziano a bruciare idrogeno. Studiando questo sistema, i ricercatori possono raccogliere informazioni preziose che contribuiscono ai modelli di evoluzione di tali stelle. Questa comprensione è cruciale per aiutare gli scienziati a conoscere meglio il comportamento di stelle come il nostro Sole.
Il Ruolo di TESS
TESS, la navetta spaziale che ha scoperto TOI-5375 B, monitora costantemente il cielo per le diminuzioni di luminosità a breve termine causate da pianeti che passano davanti alle loro stelle. Tuttavia, molti di questi segnali possono essere fuorvianti, provenendo invece da sistemi stellari binari. Dalla sua partenza nel 2018, TESS ha confermato numerosi pianeti identificando anche molti falsi segnali, sottolineando l'importanza delle osservazioni di follow-up.
Importanza delle Osservazioni a Terra
Per garantire una classificazione accurata di potenziali pianeti o stelle, le osservazioni a terra giocano un ruolo vitale. I sistemi binari eclissanti, in cui una stella passa davanti all'altra, forniscono dati chiave su massa e dimensioni. Queste misurazioni sono importanti per affinare i modelli teorici di evoluzione stellare. Catalogando i falsi positivi nei dati di TESS, i ricercatori possono migliorare il processo di identificazione dei veri pianeti.
Osservazioni Dettagliate
La navetta TESS ha raccolto dati su TOI-5375 in vari settori nel corso di diversi periodi di tempo. I dati sono stati analizzati per produrre curve di luce, che mostrano come la luminosità della stella cambia nel tempo. Attraverso questa analisi, i ricercatori hanno identificato variazioni di luminosità periodiche collegate alla rotazione della stella ospite e ad altre attività stellari.
I dati dai telescopi a terra, insieme alle osservazioni di TESS, sono stati utilizzati per condurre analisi dettagliate del sistema TOI-5375. Queste osservazioni comprendevano dati fotometrici, che misurano la quantità di luce proveniente dalla stella, e dati di velocità radiale, che misurano quanto velocemente la stella si sta avvicinando o allontanando da noi.
Caratteristiche Fisiche di TOI-5375 B
TOI-5375 B è stata classificata come una stella a massa molto bassa, il che significa che si trova al limite inferiore della scala per gli oggetti che possono bruciare idrogeno. Questa piccola massa consente agli scienziati di esplorare le condizioni e le caratteristiche che governano i cicli di vita stellari. La massa e il raggio relativamente bassi indicano che, anche se TOI-5375 B è ancora una stella, è vicina al confine per essere classificata come un pianeta.
Osservazioni a Terra
Per integrare i dati di TESS, il team ha utilizzato osservatori a terra. Sono state effettuate osservazioni in luoghi come il Red Buttes Observatory, utilizzando telecamere e filtri specializzati per ottenere immagini chiare delle stelle. Questi dati hanno aiutato a confermare i risultati di TESS, aggiungendo chiarezza e supportando la classificazione di TOI-5375 B come una stella a massa molto bassa.
Studi Spettrali
Sono state effettuate ulteriori osservazioni per analizzare i dati spettrali di TOI-5375. Lo spettro di una stella offre informazioni sulla sua temperatura, composizione e movimento. Studiando lo spettro luminoso emesso da TOI-5375 B, gli scienziati hanno potuto determinare le sue proprietà in modo più accurato.
Il Ruolo del Habitable-zone Planet Finder
Il Habitable-zone Planet Finder è uno strumento utilizzato per raccogliere dati di velocità radiale. Queste informazioni sono cruciali per determinare come le stelle e i loro compagni interagiscono. La tecnica di velocità radiale misura come la stella oscilla mentre un pianeta o un compagno la tira, fornendo ulteriori informazioni sulla massa del compagno.
Imaging a Macchie
L'imaging a macchie è stato utilizzato anche per cercare eventuali oggetti luminosi vicini che potrebbero interferire con le osservazioni. Questa tecnica aiuta a identificare sistemi stellari stretti e a escludere potenziali fonti di confusione nei dati raccolti da TESS e dalle osservazioni a terra.
Caratterizzazione dei Parametri Stellari
I ricercatori hanno misurato diversi parametri stellari, tra cui il raggio e la massa di TOI-5375. I risultati hanno mostrato che la massa e le dimensioni della stella ospite rientrano bene nell'intervallo previsto per le stelle di tipo M precoce. Comprendere questi parametri è fondamentale per confrontare TOI-5375 con altre stelle e sistemi.
Comprendere Rotazione e Età
La rotazione della stella ospite ha implicazioni per la sua età. Le stelle tendono a rallentare la loro rotazione man mano che invecchiano. Misurando il periodo di rotazione, gli scienziati possono stimare l'età di TOI-5375. I risultati suggeriscono che la stella ha circa 400 milioni di anni, in linea con le caratteristiche previste per le nane M precoci.
Implicazioni per i Modelli di Evoluzione Stellare
Lo studio di TOI-5375 e del suo compagno contribuisce ai modelli esistenti di evoluzione stellare. La massa e la temperatura di TOI-5375 B sono indizi critici che aiutano ad ampliare la comprensione di come le stelle evolvono in base alla loro dimensione e massa. I ricercatori possono confrontare questi risultati con modelli teorici per affinare le previsioni su stelle simili.
Potenziale per Future Osservazioni
Il sistema TOI-5375 apre la porta a studi più dettagliati in futuro. Osservando le dinamiche di questo sistema si possono ottenere informazioni sulle atmosfere delle stelle a bassa massa e potrebbero emergere nuove scoperte sul loro comportamento in varie condizioni.
Conclusione
Il sistema TOI-5375 aggiunge un pezzo prezioso al puzzle delle caratteristiche stellari, in particolare per le stelle a massa molto bassa. L'uso combinato dei dati di TESS e delle osservazioni a terra ha permesso agli scienziati di classificare accuratamente TOI-5375 B. Con il proseguire della ricerca, aiuterà ad approfondire la comprensione dell'evoluzione stellare e delle condizioni in cui stelle e pianeti si formano e si sviluppano.
Questa esplorazione fa parte di uno sforzo più ampio per capire il nostro universo e i numerosi corpi celesti al suo interno. Le future osservazioni e studi di sistemi come TOI-5375 non solo forniranno maggiori informazioni su queste stelle specifiche, ma approfondiranno anche la nostra comprensione della natura delle stelle e dei loro compagni nel cosmo.
Titolo: TOI-5375 B: A Very Low Mass Star at the Hydrogen-Burning Limit Orbiting an Early M-type Star
Estratto: 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.
Autori: 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
Ultimo aggiornamento: 2023-03-28 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.16193
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.16193
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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