Sterrekunde

Hoe klein kan 'n ster die planete op die sonvlak verlig?

Hoe klein kan 'n ster die planete op die sonvlak verlig?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

... of hoe klein kan 'n sonnestelsel wees om 'n aardagtige planeet te onderhou?

Son is nie regtig klein nie, en 1AU is redelik ver as u na radiusse van eksoplanete en die grootte van hul sterre kyk.

Hoe klein 'n ster kan wees om die aarde se ekwivalent van 1,36 kW / m te lewer2 bo sy eie Roche Limit (van Aarde-grootte planeet)? Wat sou die ster se deursnee en die wentelbaan in so 'n geval wees?

Ek dink 'n bruin dwerg sou nie genoeg wees om soveel binne sy Roche Limiet te gee nie, wat beteken dat enige planeet wat genoeg lig ontvang, deur die getykragte verskeur sou word, en dat hy waarskynlik die kleinste hoofreekssterre sou versterk, die energie-uitset sou verhoog 'n planeet aan die Roche Limiet sou soos Mercurius verskroei wees, dus sy baan sou aansienlik groter moes wees ... maar ek weet nie heeltemal hoe om die nodige berekeninge uit te voer nie.


Ek beskou klein sterre as hoofreekssterre (of bruin dwerge) met 'n massa minder as die son, en beskou dan ook kompakte sterreste - wit dwerge en neutronsterre.

Hoofreekssterre en bruin dwerge

Wat u nodig het, is 'n massa-helderheidsverhouding gekombineer met 'n uitdrukking vir die getyradius in terme van die sterre massa. Laasgenoemde hang ook af van die massa van die planeet, dus as u aarde sê, neem ek aan dat dit massa en radius beteken.

So gaan deur die berekening.

Vloed op die planeet is $ L / 4 pi r ^ 2 $, waar $ L $ die helderheid is en $ r $ die orbitale radius (veronderstel sirkelvormig).

Kom ons gebruik vervolgens 'n benaderde verhouding wat $$ frac {L} {L _ { odot}} = links ( frac {M} {M _ { odot}} regs) ^ 3 $$ 'n Meer akkurate numeriese verband kan verkry word uit evolusiemodelberekeninge. Daar is 'n komplikasie dat die helderheid van sterre met baie lae massa en bruin dwerge wel van ouderdom afhang.

Vir 'n stewige liggaam is die getyradius (Roche limiet) $$ r_t simeq 1.4 R_E links ( frac {M _ { odot}} {M_E} regs) ^ {1/3}, $$ waar $ R_E $ en $ M_E $ is die radius en massa van die Aarde.

As u dus $ r = r_t $, die vloed op $ 1400 $ W m $ ^ {- 2} $ instel en $ L $ in terme van massa vervang, vind ons $$ frac {M} {M _ { odot}} = links [ frac {4 pi keer 1400} {L _ { odot}} (1.4 R_E) ^ 2 links ( frac {M _ { odot}} {M_E} regs) ^ {2/3} regs] ^ {1/3}. $$

Al wat oorbly, is om die getalle in te sit en ek kry $ M = 0,026 M _ { odot} $.

Dus, 'n klein bruin dwergie - maar daar is voorbehoude. Eerstens, en bowenal, soos ek gesê het, is die relasie tussen die helderheid en massa 'n bietjie rof en gereed, en is dit sekerlik ouderdomsafhanklik vir so 'n lae massa as hierdie. Tweedens hang die uitdrukking vir die Roche-limiet 'n bietjie af van die strukturele eienskappe van die planeet, maar ek dink dit lei relatief min onsekerheid.

As u die massa en die getygadiusformule gebruik, kom u agter dat die wentelstraal slegs $ 5R_E $ is. Aangesien die minimum grootte van 'n bruin dwerg ongeveer 'n Jupiter-straal is, blyk dit dat die opbreek van getye nie die beperkende faktor sou wees nie vir 'n aardagtige planeet. Let ook daarop dat die spektrum van bestraling van 'n bruin dwerg moontlik dieselfde krag per oppervlakte-eenheid as sonlig bevat, maar dit het 'n heel ander spektrum; meestal infrarooi met byna niks in die sigbare band nie.

Kompakte sterreste

Kleiner "sterre" is moontlik in die vorm van die ineenstortende oorblyfsels wat bekend staan ​​as wit dwerge of neutronsterre. Planete het rondom neutronsterre opgespoor.

Wit dwergsterre word baie warm "gebore", vinnig afkoel en dan stadiger. Om u vraag te beantwoord, is 'n addendum nodig, wat die minimum tyd is waarvoor u hierdie verlichting wil hê. 'N Pasgebore WD het ongeveer 'n sonskyn en het 'n soortgelyke deursnee as die aarde. U kan dus 1 au hiervandaan wees en steeds 'n sonagtige krag per oppervlakte-eenheid ontvang. MAAR, dit sou van korte duur wees en die spektrum van die lig sou niks soos die Son wees nie. Die WD het 'n temperatuur van meer as 50,000K en die meeste lig sal in die UV wees.

Verkoelingskurwes (en waarnemings) stel voor dat hulle in minder as 'n miljard jaar tot $ 10 ^ {- 4} $ sonligsterkte afkoel en meer sonagtige temperature het, maar om op hierdie stadium sonagtige verligting te ontvang, sal u planeet nodig wees slegs 0,01 au van die wit dwerg af. Wit dwerge het 'n massa minder as die son. Met dieselfde getygadiusformule as hierbo, kry ons $ r_t sim 0.004 $ au. Dus kom ek tot die gevolgtrekking dat ja, dit moontlik sal wees om 'n langlewende planeet met Aardagtige verligting rondom 'n wit dwerg te hê. Maar let op (a) die toestande verander vinnig (in vergelyking met die son) en (b) u moet reël om die planeet so naby te kry, aangesien 'n baan van daardie grootte sou gewees het binne die rooi reuse stamvader van die wit dwerg.

Neutronsterre word gebore in die kern van ontploffings van supernovas en het 'n radius van ongeveer 10 km en het 'n massa van ongeveer 1,5 keer die son. As u planeet kan die supernova oorleef (of daarna gebou kan word), en hy staar 'n soortgelyke reeks probleme in die gesig as 'n planeet rondom 'n wit dwerg.

Neutronsterre word gebore met 'n oppervlaktemperatuur van miljarde grade wat groot gammastraling uitstraal. Hulle koel baie vinnig af - binne 'n miljoen jaar is die oppervlaktemperatuur tot 'n X-straal wat miljoene grade uitstraal, en miskien binne 100 miljoen jaar tot UV-emittende temperature van tienduisende. Dit kan wees dat hulle nooit baie onder dit afkoel nie, omdat hulle verhit word deur hul rotasie, die verval van hul sterk magnetiese velde en die aanwas van gas uit die interstellêre materiaal. Vanweë sy klein grootte het die neutronster selfs op 50 000 K 'n helderheid van slegs 'n miljoenste van die son. Dit beteken dat u planeet binne 0,001 au van die neutronster moet beweeg om dieselfde krag te ontvang, en dit sal goed wees binne die gety-opbreekradius van $ sim 0.005 $ au.

Ek kom tot die gevolgtrekking dat daar regtig geen langtermyn-moontlikheid bestaan ​​vir sonagtige verligting van 'n neutronster nie. Let ook daarop dat ek magnetosferiese en pulsaragtige emissie van die neutronster geïgnoreer het. Dit is ook kortstondige verskynsels wat eers in die eerste miljoen jaar van 'n bestaan ​​van 'n neutronsterre gesien is.


Studie van jong chaotiese sterrestelsel onthul geheime van die vorming van planeet

'N Span wetenskaplikes wat die Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) gebruik om die jong ster Elias 2-27 te bestudeer, het bevestig dat gravitasie-onstabiliteite 'n sleutelrol in die vorming van die planeet speel, en dat hulle die eerste keer die massa van protoplanetêre skywe regstreeks gemeet het. gebruik van gassnelheidsdata, wat moontlik een van die raaisels van planeetvorming kan ontsluit. Die resultate van die navorsing word vandag in twee artikels in The gepubliseer Astrofisiese joernaal.

Protoplanetêre skywe - planeetvormende skywe gemaak van gas en stof wat pas gevormde jong sterre omring - staan ​​wetenskaplikes bekend as die geboorteplek van planete. Die presiese proses van planeetvorming het egter 'n raaisel gebly. Die nuwe navorsing, gelei deur Teresa Paneque-Carre & ntildeo - 'n onlangse gegradueerde van die Universidad de Chile en PhD-student aan die Universiteit van Leiden en die Europese Suider-sterrewag, en die hoofskrywer van die eerste van die twee referate - fokus op ontsluiting die misterie van planeetvorming.

Tydens waarnemings het wetenskaplikes bevestig dat die Elias 2-27-sterrestelsel - 'n jong ster wat minder as 400 ligjaar van die aarde in die konstellasie Ophiuchus geleë is - bewyse toon van gravitasie-onstabiliteit wat voorkom wanneer planeetvormende skywe 'n groot breukdeel van die stellarmassa van die stelsel. "Hoe presies planete vorm, is een van die hoofvrae in ons veld. Daar is egter 'n paar belangrike meganismes wat volgens ons die proses van planeetvorming kan versnel," het Paneque-Carre & ntildeo gesê. "Ons het direkte bewyse gevind vir swaartekraginstabiliteite in Elias 2-27, wat baie opwindend is, want dit is die eerste keer dat ons kinematiese en multi-golflengte bewys kan toon dat 'n stelsel swaartekragstabiel is. Elias 2-27 is die eerste stelsel wat merk al die vakkies na. "

Elias 2-27 se unieke eienskappe het dit al langer as 'n halwe dekade gewild gemaak onder ALMA-wetenskaplikes. In 2016 ontdek 'n span wetenskaplikes wat ALMA gebruik om 'n stofwiel om die jong ster te draai. Daar is geglo dat die spirale die resultaat was van digtheidsgolwe, wat algemeen bekend is dat hulle die herkenbare arms van spiraalstelsels produseer - soos die Melkwegstelsel - maar destyds nog nooit voorheen rondom individuele sterre gesien is nie.

"Ons het in 2016 ontdek dat die Elias 2-27-skyf 'n ander struktuur het as ander reeds bestudeerde stelsels, iets wat nog nie voorheen op 'n protoplanetêre skyf waargeneem is nie: twee grootskaalse spiraalarms. Swaartekraginstabiliteite was 'n sterk moontlikheid, maar die oorsprong hiervan strukture het 'n raaisel gebly en ons het verdere waarnemings nodig gehad, 'sê Laura P & eacuterez, assistent-professor aan die Universidad de Chile en die hoofondersoeker oor die 2016-studie. Saam met medewerkers stel sy verdere waarnemings voor in verskeie ALMA-bande wat met Paneque-Carre & ntildeo geanaliseer is as deel van haar M.Sc. proefskrif aan die Universidad de Chile.

Benewens die bevestiging van swaartekraginstabiliteite, het wetenskaplikes steurings - of steurings - in die sterrestelsel gevind bo en behalwe teoretiese verwagtinge. "Daar kan nog steeds nuwe materiaal van die omliggende molekulêre wolk op die skyf val, wat alles chaotieser maak," het Paneque-Carre & ntildeo gesê en bygevoeg dat hierdie chaos bygedra het tot interessante verskynsels wat nog nooit voorheen waargeneem is nie, en waarvoor wetenskaplikes dit gedoen het. geen duidelike verduideliking nie. "Die Elias 2-27-sterrestelsel is baie asimmetries in die gasstruktuur. Dit was heeltemal onverwags, en dit is die eerste keer dat ons sulke vertikale asimmetrie in 'n protoplanetêre skyf waarneem."

Cassandra Hall, assistent-professor in berekeningsastrofisika aan die Universiteit van Georgia, en 'n medeskrywer van die navorsing, het bygevoeg dat die bevestiging van vertikale asimmetrie en snelheidsversteurings - die eerste grootskaalse versteurings gekoppel aan spiraalstruktuur in 'n protoplanetêre skyf. - kan beduidende gevolge hê vir die vorming van die planeet. "Dit kan 'n 'rookgeweer' van gravitasie-onstabiliteit wees, wat sommige van die vroegste stadiums van die vorming van die planeet kan versnel. Ons het hierdie handtekening die eerste keer in 2020 voorspel, en vanuit 'n rekenaar-astrofisika-oogpunt is dit opwindend om reg te wees."

Paneque-Carre & ntildeo het bygevoeg dat hoewel die nuwe navorsing sommige teorieë bevestig het, dit ook nuwe vrae laat ontstaan ​​het. "Terwyl gravitasie-onstabiliteit nou bevestig kan word om die spiraalstrukture in die stofkontinuum rondom die ster te verklaar, is daar ook 'n innerlike gaping of ontbrekende materiaal in die skyf waarvoor ons nie 'n duidelike verklaring het nie."

Een van die hindernisse om planeetvorming te verstaan, was die gebrek aan direkte meting van die massa planeetvormende skywe, 'n probleem wat in die nuwe navorsing aangespreek word. Die hoë sensitiwiteit van ALMA Band 6, gekoppel aan band 3 en 7, het die span in staat gestel om die dinamiese prosesse, digtheid en selfs die massa van die skyf van naderby te bestudeer. "Vorige metings van protoplanetêre skyfmassa was indirek en is slegs gebaseer op stof of skaars isotopoloë. Met hierdie nuwe studie is ons nou sensitief vir die hele skyfmassa," het Benedetta Veronesi gesê - 'n gegradueerde student aan die Universiteit van Milaan en postdoktorale navorser by & Eacutecole normale sup & eacuterieure de Lyon, en die hoofskrywer op die tweede referaat. "Hierdie bevinding lê die grondslag vir die ontwikkeling van 'n metode om skyfmassa te meet wat ons in staat sal stel om een ​​van die grootste en dringendste hindernisse op die gebied van planeetvorming af te breek. Die feit dat die hoeveelheid massa wat in planeetvormende skywe voorkom, dit toelaat ons om die hoeveelheid materiaal wat beskikbaar is vir die vorming van planetêre stelsels te bepaal, en om die proses waardeur dit gevorm word, beter te verstaan. '

Alhoewel die span 'n aantal belangrike vrae beantwoord het oor die rol van gravitasie-onstabiliteit en skyfmassa in die vorming van die planeet, is die werk nog nie gedoen nie. "Dit is moeilik om te studeer hoe planete vorm, want dit neem miljoene jare om planete te vorm. Dit is 'n baie kort tydskaal vir sterre wat duisende miljoene jare leef, maar 'n baie lang proses vir ons," het Paneque-Carre & ntildeo gesê. "Wat ons kan doen, is om jong sterre met skywe gas en stof rondom hulle waar te neem en te probeer verklaar waarom hierdie materiaalskywe lyk soos hulle lyk. Dit is soos om na 'n misdaadtoneel te kyk en te probeer raai wat gebeur het. Ons waarneming analise gekoppel aan toekomstige diepgaande analise van Elias 2-27, sal ons in staat stel om presies te karakteriseer hoe gravitasie-onstabiliteite in planeetvormende skywe optree, en meer insig kry in hoe planete gevorm word. '


Planeet gevind om 'n klein, koel sterretjie

Met behulp van die superskerp radio "visie" van die National Science Foundation se kontinentale hele lang basislynopstelling (VLBA), het sterrekundiges 'n planeet van Saturnus ontdek wat naby 'n klein, koel sterre wentel, 35 ligjaar van die aarde af. Dit is die eerste ontdekking van 'n buitesolêre planeet met 'n radioteleskoop met behulp van 'n tegniek wat uiters presiese metings van die ster se posisie in die lug vereis, en slegs die tweede planeetontdekking vir daardie tegniek en vir radioteleskope.

Die tegniek is al lank bekend, maar dit is moeilik om te gebruik. Dit behels die opsporing van die ster se werklike beweging in die ruimte, en dan die opsporing van 'n klein "wankel" in die beweging wat veroorsaak word deur die swaartekrag-effek van die planeet. Die ster en die planeet wentel om 'n plek wat die massamiddelpunt vir albei saam verteenwoordig. Die planeet word indirek geopenbaar as die plek, wat die barycenter genoem word, ver genoeg van die ster se middelpunt is om 'n slinger wat deur 'n teleskoop opgespoor kan word, te veroorsaak.

Hierdie tegniek, wat die astrometriese tegniek genoem word, sal na verwagting besonder goed wees om Jupiter-agtige planete op te spoor in 'n baan ver van die ster af. Dit is omdat wanneer 'n massiewe planeet om 'n ster wentel, die wankel wat in die ster geproduseer word, toeneem met 'n groter skeiding tussen die planeet en die ster, en op 'n gegewe afstand van die ster, hoe massiewer die planeet is, hoe groter word die wankel.

Vanaf Junie 2018 en anderhalf jaar voortduur, het die sterrekundiges 'n ster genaamd TVLM 513-46546 opgespoor, 'n koel dwerg met minder as 'n tiende van die massa van ons son. Daarbenewens het hulle data van nege vorige VLBA-waarnemings van die ster tussen Maart 2010 en Augustus 2011 gebruik.

Uitgebreide ontleding van die gegewens uit daardie tydperke het 'n duidelike geslinger in die beweging van die ster aan die lig gebring, wat dui op die teenwoordigheid van 'n planeet wat in massa met Saturnus vergelykbaar is, en elke 221 dag om die ster wentel. Hierdie planeet is nader aan die ster as wat Mercurius aan die son is.

Klein, koel sterre soos TVLM 513-46546 is die mees sterre tipe in ons Melkwegstelsel, en daar is gevind dat baie van hulle kleiner planete het wat vergelykbaar is met die Aarde en Mars.

"Reuse-planete, soos Jupiter en Saturnus, sal na verwagting skaars wees rondom klein sterre soos hierdie, en die astrometriese tegniek is die beste om Jupiter-agtige planete in wye wentelbane te vind, dus ons was verbaas om 'n laer massa te vind, Saturnus-agtige planeet in 'n relatief kompakte wentelbaan. Ons het verwag dat ons 'n massiewe planeet, soortgelyk aan Jupiter, in 'n wyer baan sou vind, "het Salvador Curiel, van die Nasionale Outonome Universiteit van Mexiko, gesê. 'Die opsporing van die bewegings van hierdie planeetmaat onder die Jupiter in so 'n kompakte baan was 'n groot uitdaging,' het hy bygevoeg.

Daar is meer as 4 200 planete ontdek wat om ander sterre as die son wentel, maar die planeet rondom TVLM 513-46546 is slegs die tweede wat met behulp van die astrometriese tegniek gevind kan word. 'N Ander, baie suksesvolle metode, wat die radiale snelheidstegniek genoem word, berus ook op die swaartekrag-effek van die planeet op die ster. Daardie tegniek vind die geringe versnelling van die ster in die rigting van of weg van die aarde af, wat veroorsaak word deur die beweging van die ster om die barycenter.

"Ons metode komplementeer die radiale snelheidsmetode wat sensitiewer is vir planete wat in noue wentelbane wentel, terwyl ons sensitiewer is vir massiewe planete in wentelbane verder weg van die ster," het Gisela Ortiz-Leon van die Max Planck Instituut vir Radiosterrekunde gesê. Duitsland. "Inderdaad, hierdie ander tegnieke het slegs enkele planete gevind met eienskappe soos planeetmassa, wentelgrootte en gasheermassa, soortgelyk aan die planeet wat ons gevind het. Ons glo dat die VLBA, en die astrometrie-tegniek in die algemeen, baie kan openbaar meer soortgelyke planete. "

'N Derde tegniek, wat ook die transito-metode genoem word, is baie suksesvol, en ontdek die ligte verduistering van die ster se lig wanneer 'n planeet voor hom verbygaan, gesien vanaf die aarde.

Die astrometriese metode is suksesvol om die nabygeleë binêre sterstelsels op te spoor, en is reeds in die 19de eeu erken as 'n moontlike manier om buitesolêre planete te ontdek. Deur die jare heen is 'n aantal sulke ontdekkings aangekondig, wat dit nie moontlik gemaak het om verdere ondersoek te oorleef nie. Die probleem was dat die sterwling wat deur 'n planeet geproduseer word, so klein is as dit vanaf die aarde gesien word dat dit buitengewone presisie in posisionele metings benodig.

"Die VLBA, met antennas wat tot soveel as 5 000 kilometer van mekaar geskei is, het ons die groot oploskrag en die uiters hoë presisie gegee wat nodig is vir hierdie ontdekking," het Amy Mioduszewski, van die National Radio Astronomy Observatory, gesê. "Daarbenewens het verbeterings wat aangebring is aan die sensitiwiteit van die VLBA ons die kwaliteit van data gegee wat dit moontlik gemaak het om hierdie werk nou te doen," het sy bygevoeg.

Die National Radio Astronomy Observatory is 'n fasiliteit van die National Science Foundation, wat onder samewerkingsooreenkoms bedryf word deur Associated Universities, Inc.


Tiny Star, kleinste ooit ontdek, kan aardagtige planete hê

Sterrekundiges het die kleinste ster wat ooit in die heelal ontdek is, geïdentifiseer en gesê dat dit kan help met die soeke na aardagtige planete wat moontlik lewenspotensiaal kan hê.

Die ster is volgens die navorsers van die Universiteit van Cambridge in die Verenigde Koninkryk 600 ligjaar weg en is net groter as Saturnus. Die radius van Saturnus is ongeveer 9,5 keer dié van die aarde, maar sterre is oor die algemeen baie groter as planete.

Die nuwe EBLM J0555-57Ab, die nuut geïdentifiseerde ster, het 'n aantrekkingskrag van ongeveer 300 keer sterker as die aarde. Die radius is 8,4 persent en die massa 8,1 persent die grootte van die son.

'Hierdie ster is kleiner en waarskynlik kouer as baie van die gasreus-eksoplanete wat tot dusver geïdentifiseer is,' het Alexander Boetticher van die Universiteit van Cambridge, die hoofskrywer van die studie, gesê. "Dit klink miskien ongelooflik, maar om 'n ster te vind, kan soms moeiliker wees as om 'n planeet te vind."

Sterre word gevorm uit gaswolke wat onder swaartekrag ineenstort en energie uitstraal, en gewoonlik in die vorm van lig en hitte, en kernreaksies wat by hul kern plaasvind. Planete wentel om sterre, terwyl 'n eksoplanet 'n planeet buite ons sonnestelsel is.

Dit is waarskynlik dat die nuut geïdentifiseerde ster so klein is soos wat 'n ster volgens die navorsers kan word. Sterre benodig 'n sekere massamassa om waterstoffusie in hul kern te laat plaasvind. Kernfusie van waterstofatome om helium te vorm, is die proses waardeur sterre, insluitend die son, energie vrystel, wat voorkom dat hulle onder hul eie gewig ineenstort.

As die betrokke ster kleiner sou wees, sou dit waarskynlik nie die nodige massa hê om die kernfusie te handhaaf nie. Dit sou in plaas daarvan 'n bruin dwerg geword het, hemelse voorwerpe wat groter is as reuseplanete, maar kleiner as die kleinste sterre en infrarooi bestraling uitstraal, het Boetticher gesê.

Klein en dowwe sterre is die sleutel tot die ontdekking van aardagtige planete wat vloeibare water op hul oppervlak kan hê, wat 'n noodsaaklike kriterium vir die moontlikheid van lewe is.

Kenners het bevind dat TRAPPIST-1, 'n dwergster wat effens groter is as Jupiter, om sewe planete wentel, soortgelyk aan die grootte op die aarde. Drie van hierdie planete is in die sogenaamde "bewoonbare sone" van die ster, waar die temperatuur nie te warm of te koud is om vloeibare water te voorkom nie. Die pas geïdentifiseerde ster, EBLM J0555-57Ab, het 'n soortgelyke geskatte massa as TRAPPIST-1, maar 'n straal van amper 'n derde kleiner.

"Die kleinste sterre bied optimale toestande vir die ontdekking van aardagtige planete en vir die verkenning van hul atmosfeer op afstand," het die medeskrywer van die studie, Amaury Triaud, senior navorser aan die Cambridge Institute of Astronomy, gesê. 'Voordat ons egter planete kan bestudeer, moet ons hul ster absoluut verstaan, dit is fundamenteel.'

Gegewens van die Kepler-ruimtetuig van NASA het getoon dat daar soveel as 40 miljard Aarde-analoë en mdashor-planete kan wees wat soortgelyk is aan die grootte en toestande van die Aarde, en daarom die lewe kan onderhou en die sterrestelsel insluit, wat ons sonnestelsels en ander daarbuite insluit. As ons op soek is na planete wat die lewe kan onderhou, soek sterrekundiges gewoonlik kandidate wat soortgelyk is aan die Aarde, soos dié wat vloeibare water besit of van dieselfde grootte het.

Die nuutgemete planeet is gevind deur WASP (Wide Angle Search for Planets), 'n eksperiment wat saam met die Britse universiteite Keele, Warwick, Leicester en St. Andrews gelei word. Dit is gemeet terwyl dit voor sy ouerster verbygaan. Hierdie proses het beteken dat die ouerster dowwer geword het namate die kleiner ster dit wentel.

Volledige besonderhede van die studie sal in die tydskrif gepubliseer word Sterrekunde en astrofisika.


Sterrekundiges het 'n planeet soos die aarde gevind wat soos 'n ster wentel

NASA Marshall Space Flight Centre

Drieduisend ligjare van die aarde af sit Kepler 160, 'n sonagtige ster waarvan daar vermoedelik drie planete in sy stelsel is. Nou dink navorsers dat hulle 'n vierde gevind het. Die planeet KOI-456.04, soos dit genoem word, lyk soortgelyk aan die aarde in grootte en wentelbaan, wat nuwe hoop laat ontstaan ​​dat ons miskien die beste kandidaat nog gevind het vir 'n bewoonbare eksoplanet wat lyk soos ons tuiswêreld. Die nuwe bevindings versterk die saak om meer tyd daaraan te wy om planete te wentel wat om sterre soos Kepler-160 en ons son wentel, waar die kans groter is dat 'n planeet die soort verligting kan kry wat lewensgevaarlik is.

Die meeste eksoplanet-ontdekkings is tot dusver rondom rooi dwergsterre gedoen. Dit is nie heeltemal onverwagte rooi dwerge nie, maar is die algemeenste soort sterre wat daar is. En ons vernaamste metode om eksoplanete te vind, behels die soek na sterre-deurgange - periodieke dalings in die helderheid van 'n ster as 'n wentelende voorwerp daarvoor verbygaan. Dit is baie makliker om te doen vir dowwer sterre soos rooi dwerge, wat kleiner is as ons son en meer van hul energie as infrarooi bestraling uitstraal. Die hoogste profiel van hierdie soort is naby ons naaste ster, Proxima Centauri - 'n rooi dwerg met 'n potensieel bewoonbare planeet genaamd Proxima b (waarvan die bestaan ​​toevallig bevestig is in 'n nuwe studie wat vandeesweek gepubliseer is).

Gegewens oor die nuwe exoplanet wat om Kepler 160 wentel, wat Donderdag in Astronomy and Astrophysics gepubliseer is, dui op 'n ander situasie. Volgens wat navorsers kan sien, lyk KOI 456.04 minder as twee keer so groot soos die aarde en wentel dit blykbaar op Kepler-160 op ongeveer dieselfde afstand van die aarde na die son (een volledige baan is 378 dae). Die belangrikste is dat dit ongeveer 93% soveel lig ontvang as wat die aarde van die son af kom.

Dit is van kritieke belang, want een van die grootste struikelblokke vir bewoonbaarheid rondom rooi dwergsterre is dat hulle baie hoë-energie fakkels en straling kan uitstraal wat 'n planeet en enige lewe daarop kan braai. Daarenteen is sterre soos die son - en Kepler-160, in teorie - stabieler en geskikter vir die evolusie van die lewe.

Die skrywers het KOI-456.04 gevind deur ou data wat deur NASA se Kepler-missie versamel is, te hersien. Die span het twee nuwe algoritmes gebruik om die helderheid van die Kepler-160 waargeneem te analiseer. Die algoritmes is ontwerp om verduisteringspatrone op 'n meer korrelige en geleidelike vlak te beskou, eerder as om die skielike dalings en spronge te soek wat voorheen gebruik is om eksoplanete in die sterstelsel te identifiseer.

Op die oomblik sê die navorsers dat dit 85% waarskynlik is dat KOI-456.04 'n werklike planeet is. Maar dit kon steeds 'n artefak van Kepler se instrumente of die nuwe analise wees - 'n voorwerp moet 'n drempel van 99% slaag om 'n gesertifiseerde eksoplanet te wees. Om hierdie vlak van sekerheid te kry, sal direkte waarnemings vereis word. Daar word verwag dat die instrumente op die komende James Webb-ruimteteleskoop van NASA die taak sal kan hanteer, net soos dié van die ESA se PLATO-ruimteteleskoop, wat in 2026 gelanseer sal word.


& # 8220A Twin Earth? & # 8221 & # 8211Sonlight Observed from a Rare Sun-Like Star, Sitting in the Habitable Zone

Die meeste soorte sterre in ons Melkwegstelsel is rooi dwerge, wat die grootste deel van ons sterrestelsel se planeetbevolkingsverslae aanbied, het NASA se Hubble-webwerf, wat tienmiljoene uitheemse wêrelde kan tel. Onder die meer as 4 000 bekende eksoplanete, is die planeet KOI-456.04 en minder as twee keer so groot soos die aarde, wentel dit, Kepler-160, baie soos ons lewegewende G-tipe hoofreeks Son (afbeelding hierbo), soms verwys tot 'n geel dwerg, wat ongeveer 4,6 miljard jaar gelede gevorm het uit die swaartekrag van materie in 'n gebied van 'n groot molekulêre wolk. En dit doen dit met 'n ster-planeet-afstand wat planeetoppervlaktemperature wat lewend kan maak, kan toelaat.

Die voorwerp is ontdek deur 'n span onder leiding van die Max Planck Instituut vir Sonnestelselnavorsing in Göttingen. Sy gasheerster, Kepler-160, straal sigbare lig uit in die sentrale sterre van bykans alle ander eksoplanete; daarenteen is rooi dwerge, ouer, kleiner en dowwer as die son; hulle kan groot fakkels van röntgenstraling produseer en uitbarstings van deeltjies in sogenaamde koronale massa-uitwerpings (CME's).

Ruimteteleskope soos CoRoT, Kepler en TESS het wetenskaplikes die afgelope 14 jaar die ontdekking van ongeveer 4000 buite-solare planete (planete rondom sterre in die wêreld) moontlik gemaak. Die meeste van hierdie planete is die grootte van die gasreusplaneet Neptunus, ongeveer vier keer so groot soos die Aarde, en in relatief noue wentelbane om hul onderskeie gasheersterre.

The Star bied 'n volledige prentjie van bewoonbaarheid

Maar wetenskaplikes het ook 'n paar eksoplanete ontdek wat so klein soos die aarde is, wat moontlik rotsagtig kan wees. En 'n handvol van hierdie klein planete is ook op die regte afstand van hul gasheerster om moontlik matige oppervlaktemperature te hê vir die teenwoordigheid van vloeibare oppervlakwater - die noodsaaklike bestanddeel vir lewe op aarde.

& # 8220 Die volledige prentjie van bewoonbaarheid behels egter ook die eienskappe van die ster, & # 8221 verduidelik MPS-wetenskaplike en hoofskrywer van die nuwe studie, Dr. René Heller. Tot dusver is byna alle eksoplanete wat minder as twee keer so groot is as die aarde wat 'n potensiaal vir klimaatoppervlaktemperature het, in 'n baan om 'n rooi dwerg.

Rooi Dwerggevare

Rooi dwergsterre is bekend vir hul buitengewone lang leeftyd. Lewe op 'n eksoplaneet in 'n wentelbaan om 'n ou rooi dwergster kon moontlik twee keer soveel tyd gehad het as die lewe op aarde om te vorm en te ontwikkel. Maar die bestraling van 'n rooi dwergster is meestal infrarooi eerder as sigbare lig soos ons dit ken. Baie rooi dwerge is ook berug vir die uitstraal van hoë-energie fakkels en vir die braai van hul planete, wat later bewoonbaar sou word, met verhoogde sterligsterkte solank hierdie sterre jonk is.

Boonop vereis hulle flouheid dat enige bewoonbare planeet so naby die ster moet wees dat die sterre swaartekrag die planeet aansienlik begin vervorm. Die gevolglike getyverhitting op die planeet kan noodlottige wêreldwye vulkanisme veroorsaak. Alles saam gekombineer word die bewoonbaarheid van planete rondom rooi dwergsterre in die wetenskaplike gemeenskap sterk bespreek.

Voer Star Kepler-160 in

In hul nuwe navorsingsartikel berig die span wetenskaplikes van MPS, die Sonneberg-sterrewag, die Universiteit van Göttingen, die Universiteit van Kalifornië in Santa Cruz en van NASA nou die ontdekking van 'n planeetkandidaat wat minder as twee keer die grootte van die Aarde en met matige verligting van 'n sonagtige ster. Op 'n afstand van net meer as 3000 ligjare van die sonnestelsel af, was die ster Kepler-160 in die gesigsveld van die primêre missie van Kepler en is voortdurend van 2009 tot 2013 waargeneem. Sy radius van 1,1 sonstrale, sy oppervlaktemperatuur van 5200 grade Celsius (300 grade minder as die son), en sy baie sonagtige sterligsterkte maak dit 'n astrofisiese weergawe van ons eie ouerster.

Kepler-160 is al ongeveer ses jaar bekend as 'n gasheerster van twee eksoplanete, genaamd Kepler-160b en Kepler-160c. Albei hierdie planete is aansienlik groter as die aarde en in relatief noue wentelbane om hul ster. Hulle oppervlaktemperature sal hulle beslis warmer maak as 'n bakoond en alles behalwe gasvry vir die lewe soos ons dit ken. Maar klein variasies in die wentelperiode van planeet Kepler-160c het wetenskaplikes 'n handtekening gegee van 'n derde planeet wat nog bevestig moes word.

Die span Duitse en Amerikaanse Amerikaanse wetenskaplikes het nou teruggekeer na die argief-Kepler-gegewens van Kepler-160 om na addisionele planete rondom daardie ster te soek en om die planetêre oorsprong van die steuring van die baan van Kepler-160c te verifieer. Heller en sy kollegas het voorheen daarin geslaag om altesaam 18 eksoplanete in ou Kepler-data te vind.

As daar na eksoplanete gesoek word, soek wetenskaplikes gewoonlik na herhalende helderheidsvariasies van sterre. Hierdie tydelike verduisterings, gewoonlik net een persent of minder van die skynbare helderheid van die sterre, kan veroorsaak word deur planete wat deur die skywe van hul gasheersterre gaan, gesien vanaf die aarde.

Die belangrikste idee van Michael Hippke, mede-outeur van die nuwe werk, en Heller was om 'n gedetailleerde fisiese model van die helderheidsvariasie te gebruik in plaas daarvan om te soek na 'n stapagtige verduistering en dan terug te spring na- normale helderheidspatroon in sterre ligkrommes. Hierdie boksagtige benadering was vir byna twee dekades die standaard soektegniek. & # 8220Ons verbetering is veral belangrik in die soeke na klein planete van die aarde, "verduidelik Heller. & # 8220Die planetêre sein is so flou dat dit amper heeltemal weggesteek is in die geraas van die data. Ons nuwe soekmasker is effens beter om 'n ware eksoplanetêre sein van die geraas te skei in kritieke gevalle, & # 8221 voeg Heller by.

Nuwe soekalgoritme

Hul nuwe soekalgoritme was van kardinale belang vir die ontdekking van die nuwe transito-planet-kandidaat KOI-456.04. & # 8220Ons analise dui daarop dat Kepler-160 nie deur twee nie, maar in totaal vier planete wentel, & # 8221; Heller som die nuwe studie op.

Een van die twee planete wat Heller en sy kollegas gevind het, is Kepler-160d, die voorheen vermeende planeet wat verantwoordelik was vir die verwronge baan van Kepler-160c. Kepler-160d toon geen deurgange in die ligkromme van die ster nie en dit is dus indirek bevestig. Die ander planeet, wat formeel 'n planeetkandidaat is, is KOI-456.04, waarskynlik 'n transiterende planeet met 'n radius van 1,9 Aardradiusse en 'n wentelperiode van 378 dae.

Given its sun-like host star, the very Earth-like orbital period results in a very Earth-like insolation from the star—both in terms of the amount of the light received and in terms of the light color. Light from Kepler-160 is visible light very much like sunlight.

All things considered, KOI-456.04 sits in a region of the stellar habitable zone—the distance range around a star admitting liquid surface water on an Earth-like planet—that is comparable to the Earth’s position around the sun.

Planet KOI-456.01

“KOI-456.01 is relatively large compared to many other planets that are considered potentially habitable. But it’s the combination of this less-than-double the size of the Earth planet and its solar type host star that make it so special and familiar,” Heller clarifies. As a consequence, the surface conditions on KOI-456.04 could be similar to those known on Earth, provided its atmosphere is not too massive and non-Earth-like. The amount of light received from its host star is about 93 percent of the sunlight received on Earth. If KOI-456.04 has a mostly inert atmosphere with a mild Earth-like greenhouse effect, then its surface temperature would be +5 degrees Celsius on average, which is about ten degrees lower than the Earth’s mean global temperature.

It cannot currently be ruled out completely that KOI-456.04 is in fact a statistical fluke or a systematic measurement error instead of a genuine planet. The team estimates the chances of a planetary nature of KOI-456.04 to be about 85% pro planet. Obtaining a formal planetary status requires 99%.

While some of the Earth’s most powerful ground-based telescopes might be able to validate this candidate with observations of one of its upcoming transits, there is also a good chance that the PLATO space mission of ESA will be capable of a confirmation. PLATO is scheduled for launch in 2026 and one of its major science goals is the discovery of Earth-sized planets around sun-like stars. The MPS is currently building the PLATO Data Center and deeply involved in the PLATO mission. If PLATO will be oriented in such a way as to re-observe the field of view of the Kepler primary mission, then KOI-456.04 will have a chance of being confirmed and studied in even more detail with PLATO.


Smallest-ever star discovered by astronomers

Credit: Amanda Smith

The smallest star yet measured has been discovered by a team of astronomers led by the University of Cambridge. With a size just a sliver larger than that of Saturn, the gravitational pull at its stellar surface is about 300 times stronger than what humans feel on Earth.

The star is likely as small as stars can possibly become, as it has just enough mass to enable the fusion of hydrogen nuclei into helium. If it were any smaller, the pressure at the centre of the star would no longer be sufficient to enable this process to take place. Hydrogen fusion is also what powers the Sun, and scientists are attempting to replicate it as a powerful energy source here on Earth.

These very small and dim stars are also the best possible candidates for detecting Earth-sized planets which can have liquid water on their surfaces, such as TRAPPIST-1, an ultracool dwarf surrounded by seven temperate Earth-sized worlds.

The newly-measured star, called EBLM J0555-57Ab, is located about six hundred light years away. It is part of a binary system, and was identified as it passed in front of its much larger companion, a method which is usually used to detect planets, not stars. Details will be published in the journal Astronomy & Astrophysics.

"Our discovery reveals how small stars can be," said Alexander Boetticher, the lead author of the study, and a Master's student at Cambridge's Cavendish Laboratory and Institute of Astronomy. "Had this star formed with only a slightly lower mass, the fusion reaction of hydrogen in its core could not be sustained, and the star would instead have transformed into a brown dwarf."

EBLM J0555-57Ab was identified by WASP, a planet-finding experiment run by the Universities of Keele, Warwick, Leicester and St Andrews. EBLM J0555-57Ab was detected when it passed in front of, or transited, its larger parent star, forming what is called an eclipsing stellar binary system. The parent star became dimmer in a periodic fashion, the signature of an orbiting object. Thanks to this special configuration, researchers can accurately measure the mass and size of any orbiting companions, in this case a small star. The mass of EBLM J0555-57Ab was established via the Doppler, wobble method, using data from the CORALIE spectrograph.

"This star is smaller, and likely colder than many of the gas giant exoplanets that have so far been identified," said von Boetticher. "While a fascinating feature of stellar physics, it is often harder to measure the size of such dim low-mass stars than for many of the larger planets. Thankfully, we can find these small stars with planet-hunting equipment, when they orbit a larger host star in a binary system. It might sound incredible, but finding a star can at times be harder than finding a planet."

This newly-measured star has a mass comparable to the current estimate for TRAPPIST-1, but has a radius that is nearly 30% smaller. "The smallest stars provide optimal conditions for the discovery of Earth-like planets, and for the remote exploration of their atmospheres," said co-author Amaury Triaud, senior researcher at Cambridge's Institute of Astronomy. "However, before we can study planets, we absolutely need to understand their star this is fundamental."

Although they are the most numerous stars in the Universe, stars with sizes and masses less than 20% that of the Sun are poorly understood, since they are difficult to detect due to their small size and low brightness. The EBLM project, which identified the star in this study, aims to plug that lapse in knowledge. "Thanks to the EBLM project, we will achieve a far greater understanding of the planets orbiting the most common stars that exist, planets like those orbiting TRAPPIST-1," said co-author Professor Didier Queloz of Cambridge' Cavendish Laboratory.


Three elder sisters of the Sun with planets

Prof. Niedzielski's team have been working on this subject for years. Thanks to precise observations of the sky, they have managed to discover 26 stars around which planets revolve. Credit: Andrzej Romanski/NCU

An international team led by Prof. Dr. habil. Andrzej Niedzielski, an astronomer from the Nicolaus Copernicus University in Torun (Poland), has discovered yet another three extrasolar planets. These planets revolve around the stars that can be called elder sisters of our Sun.

You can read about the astronomers' success in Astronomy and Astrophysics. The prestigious European journal will publish the paper, "Tracking Advanced Planetary Systems (TAPAS) with HARPS-N. VII. Elder suns with low-mass companions." Apart from Prof. Andrzej Niedzielski from the NCU Institute of Astronomy, the team which worked on the discovery includes Prof. Dr. habil. Gracjan Maciejewski, also from the NCU Faculty of Physics, Astronomy and Informatics, Prof. Aleksander Wolszczan (Pennsylvania State University), Dr.Eva Villaver (University of Madrid) as well as Dr. Monika Adamów and Dr. Kacper Kowalik (both from the University of Illinois).

Discoverers of planets

Prof. Niedzielski's team have been working on this subject for years. Thanks to precise observations of the sky, they have managed to discover 26 stars around which planets revolve. These are usually planetary systems much older than ours. Their suns are mostly red giants. An exception is the Solaris system and the Pirx, a star similar to the Sun (although slightly less massive and cooler) and its planet, discovered in 2009.

"The red giant is a star that has burnt out hydrogen in its interior as a result of nuclear reactions and is rebuilding its internal structure to ignite helium burning nuclear reactions," explains Prof. Niedzielski. "Such a star shrinks in its central part, where the temperature starts to rise. Its outer areas expand significantly and cool down. Initially a yellow star, like the Sun, becomes red and huge. Hence the name of this type of stars. These stars can reach a size comparable to that of Earth's orbit."

The astronomers looked at 122 stars. They carried out their observations using the Hobby-Eberly Telescope (HET) at the McDonald Observatory, near Fort Davis, Texas, and the Italian National Galileo Telescope, which is located on the island of La Palma (Canary Islands) in Spain. They succeeded in discovering other extrasolar planets orbiting the stars which could be called the big sisters of our Sun.

"These stars are red giants. They have masses exactly the same as our star, but they are a few billion years older, much bigger and cooler," explains Prof. Niedzielski. "The planets that we have discovered are gas giants—without surfaces, similar to our Jupiter. They orbit far too close to their stars for conditions favorable for the origin of life to occur on them or in their vicinity."

Eldest sister: HD 4760

The star HD 4760 is an eighth magnitude object in Pisces constellation. It is 40 times larger and emits 850 times more light than the Sun, but because of its distance (about 1781 light years away from us) it is invisible to the naked eye, but it is already within reach of even small and amateur telescopes.

"A planet about 14 times more massive than Jupiter revolves around it. It is in an orbit similar in size to that of Earth around the Sun, at a distance of about 1.1 astronomical units. A year on this planet lasts 434 days," says Prof. Niedzielski.

The observations of the star that led to the discovery of the planet took 9 years. They were conducted first with the Hobby-Eberly telescope and the HRS spectrograph, then with the Galileo telescope and the Harps-N.

"The observations were so long because in the case of the search for planets near red giants it is necessary to study several periods of rotation of the star, which can reach hundreds of days," explains the astronomer from Toruń. "The researchers must make sure that a planet is actually observed, and not a spot on the star's surface that pretends to be a planet.

Younger sisters: TYC 0434-04538-1 and HD 96992

The astronomers have recently discovered a planet orbiting the TYC 0434-04538-1, a star about 2032 light-years away from us, in the Serpens constellation. Although it shines almost 50 times more strongly than the Sun, it is also invisible to the naked eye. The reason is again the great distance—to see this object of tenth apparent magnitude, you already need a small telescope. This star is ten times bigger than the Sun, and it is surrounded by a planet six times more massive than Jupiter.

"Interestingly, this planet orbits quite close to its star, at a distance of 0.66 astronomical units. In our Solar System it would be located between the orbits of Venus and Earth," explains Prof. Niedzielski. "A year on this gas planet lasts only 193 days.Observations of this star with both telescopes lasted 10 years.The third of the Sun's elder sisters, the HD 96992, is closest to us—'only' 1305 light years away. It is a star of the ninth magnitude in the Great Bear."

"This star, seven times bigger and almost 30 times more energetic than the Sun, has a planet with a mass only slightly bigger than that of Jupiter, in an orbit of 1.24 astronomical units. A year on this planet lasts 514 days," says Prof. Niedzielski.

This star has been observed with the use of two telescopes by astronomers for the longest time—14 years.


Cross-disciplinary cooperation is needed to save civilization

What, then, can be done? Such technological challenges go beyond the reach of a single discipline. CRISPR, for example, may be an invention within genetics, but its impact is vast, asking for oversight and ethical safeguards that are far from our current reality. The same with global warming, rampant environmental destruction, and growing levels of air pollution/greenhouse gas emissions that are fast emerging as we crawl into a post-pandemic era. Instead of learning the lessons from our 18 months of seclusion — that we are fragile to nature's powers, that we are co-dependent and globally linked in irreversible ways, that our individual choices affect many more than ourselves — we seem to be bent on decompressing our accumulated urges with impunity.

The experience from our experiment with the Institute for Cross-Disciplinary Engagement has taught us a few lessons that we hope can be extrapolated to the rest of society: (1) that there is huge public interest in this kind of cross-disciplinary conversation between the sciences and the humanities (2) that there is growing consensus in academia that this conversation is needed and urgent, as similar institutes emerge in other schools (3) that in order for an open cross-disciplinary exchange to be successful, a common language needs to be established with people talking to each other and not past each other (4) that university and high school curricula should strive to create more courses where this sort of cross-disciplinary exchange is the norm and not the exception (5) that this conversation needs to be taken to all sectors of society and not kept within isolated silos of intellectualism.

Moving beyond the two-culture divide is not simply an interesting intellectual exercise it is, as humanity wrestles with its own indecisions and uncertainties, an essential step to ensure our project of civilization.


A star the size of Saturn

The smallest star yet measured has been discovered by a team of astronomers led by the University of Cambridge. With a size just a sliver larger than that of Saturn, the gravitational pull at its stellar surface is about 300 times stronger than what humans feel on Earth. This star is likely about as small as stars can possibly become, meaning that this is one of the most compact instance of a naturally occurring hydrogen-fusion reactor.

Most planets have sizes between Neptune and Earth. However planets do not emit much light, they only radiate the heat they receive from their star. Exotic objects such as neutron stars and white dwarfs are smaller than most planets and do emit light, but those are bright only because they are cooling down from a hot beginning.

What makes this star, called EBLM J0555-57Ab, particular, is that, despite its diminutive size, it is just massive enough to enable the fusion of hydrogen nuclei into helium. This is the same process that powers the Sun&rsquos luminosity, and that scientists are attempting to replicate as a powerful energy source, here on Earth.

Alexander Boetticher, the lead author of the study, and an MPhil student at the University of Cambridge, was delighted by the discovery: &ldquoHad EBLM J0555-57Ab formed with only a slightly lower mass, the fusion reaction of hydrogen in its core could not be sustained, and the star would instead have transformed into a brown dwarf. Our discovery reveals how small stars can be!&rdquo

EBLM J0555-57Ab was identified by a planet-finding experiment called WASP, which is run by the Universities of Keele, Warwick, Leicester and St Andrews. EBLM J0555-57Ab was noticed when it passed in front of another, larger, parent star, forming what is called an eclipsing stellar binary system. The parent star became dimmer in a periodic fashion, the signature of an orbiting object. Thanks to this special configuration, researchers can accurately measure the masses and radii of an orbiting companion, here a small star. This method is also routinely used to study exoplanets, where it is called a transito. The mass of EBLM J0555-57Ab was established via the Doppler, wobble method, using data from the CORALIE spectrograph. CORALIE is an instrument built by the University of Geneva, whose main goal is also the study of exoplanets.

Alexander von Boetticher explains: &ldquoThis star is smaller, and likely colder than many of the heated gas-giant exoplanet that have been identified. Whilst such low-mass, dim stars are a fascinating feature of stellar physics, measuring their physical properties can be more difficult than for many of the larger exoplanets. Thankfully, we can find these small stars with planet-hunting equipment, when they orbit a larger host star in a binary system.&rdquo Sam Gill, a PhD student at Keele University continues: &ldquoIt might sound incredible, but finding a star can at times be harder than finding a planet!&rdquo

As it happens, EBLM J0555-57Ab has a mass comparable to the current estimate for TRAPPIST-1, an ultracool dwarf surrounded by seven temperate Earth-sized worlds, but has a radius that is nearly 30% smaller. &ldquoThis star was not found serendipitously.&ldquo explains Amaury Triaud, senior researcher at Cambridge&rsquos Institute of Astronomy. &ldquoEBLM J0555-57Ab was found as part of a dedicated observing campaign.&rdquo The EBLM project aims to measure the mass and size of the smallest stars that exist. Amaury Triaud continues: &ldquoThe smallest stars provide optimal conditions for the discovery of Earth-like planets, and for the remote exploration of their atmospheres. However, before we can study planets, we absolutely need to understand their star this is fundamental.&rdquo

All the crucial planetary parameters, like radius and mass, are entirely dependent on what radius and mass are assumed for their host stars. Although being the most numerous stars in the Universe, stars with sizes and masses less than 20% that of the Sun are poorly known. The EBLM project aims to plug that lapse in knowledge. Didier Queloz, professor at the Cavendish Laboratory concurs: &ldquoThanks to the EBLM project, we will achieve a far greater understanding of the planets orbiting the most common stars that exist, planets like those orbiting TRAPPIST-1.&rdquo

Numerous projects like the pale red dot search, as well as the MEarth, TRAPPIST/SPECULOOS/SAINT-EX, Apache and ExTra experiments, are attempting to discover Earth-like planets orbiting small red dwarf stars. &ldquoThe EBLM project is essential in supporting these multiple international efforts,&rdquo concludes Stéphane Udry, director at the Department of Astronomy, at the University of Geneva.

The discovery has been accepted for publication as a Letter to the journal Astronomy & Astrophysics. A pdf version can be accessed here: http://arxiv.org/pdf/1706.08781.pdf

local IoA contact: Dr Amaury Triaud ([email protected]) at the Institute of Astronomy, Cambridge.

Images (click on image to obtain full resolution version)


The sizes of Saturn and EBLM J0555-57Ab are compared to one another. In the shadows, Jupiter and TRAPPIST-1 are represented to scale. Image credit: IoA/Amanda Smith


As above, but now with accompanying text. Image credit: IoA/Amanda Smith


First image of a multi-planet system around a sun-like star

The European Southern Observatory’s Very Large Telescope (ESO’s VLT) has taken the first ever image of a young, sun-like star accompanied by two giant exoplanets. Images of systems with multiple exoplanets are extremely rare, and — until now — astronomers had never directly observed more than one planet orbiting a star similar to the sun. The observations can help astronomers understand how planets formed and evolved around our own sun. Credit: European Southern Observatory

The European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) has taken the first ever image of a young, sun-like star accompanied by two giant exoplanets. Images of systems with multiple exoplanets are extremely rare, and—until now—astronomers had never directly observed more than one planet orbiting a star similar to the sun. The observations can help astronomers understand how planets formed and evolved around our own sun.

Just a few weeks ago, ESO revealed a planetary system being born in a new, stunning VLT image (www.eso.org/public/news/eso2008). Now, the same telescope, using the same instrument (www.eso.org/public/teles-instr &hellip vlt/vlt-instr/sphere), has taken the first direct image of a planetary system around a star like our sun, located about 300 light-years away and known as TYC 8998-760-1.

"This discovery is a snapshot of an environment that is very similar to our solar system, but at a much earlier stage of its evolution," says Alexander Bohn, a Ph.D. student at Leiden University in the Netherlands, who led the new research published today in the Astrofisiese joernaalbriewe.

"Even though astronomers have indirectly detected thousands of planets in our galaxy, only a tiny fraction of these exoplanets have been directly imaged," says co-author Matthew Kenworthy, Associate Professor at Leiden University, adding that "direct observations are important in the search for environments that can support life." The direct imaging of two or more exoplanets around the same star is even more rare only two such systems have been directly observed so far, both around stars markedly different from our sun. The new ESO's VLT (www.eso.org/public/teles-instr &hellip anal-observatory/vlt) image is the first direct image of more than one exoplanet around a sun-like star. ESO's VLT was also the first telescope to directly image an exoplanet, back in 2004, when it captured a speck of light around a brown dwarf, a type of 'failed' star.

First ever image of a multi-planet system around a sun-like star. Credit: European Southern Observatory

"Our team has now been able to take the first image of two gas giant companions that are orbiting a young, solar analogue," says Maddalena Reggiani, a postdoctoral researcher from KU Leuven, Belgium, who also participated in the study. The two planets can be seen in the new image as two bright points of light distant from their parent star, which is located in the upper left of the frame. By taking different images at different times, the team were able to distinguish these planets from the background stars.

The two gas giants orbit their host star at distances of 160 and about 320 times the Earth-sun distance. This places these planets much further away from their star than Jupiter or Saturn, also two gas giants, are from the sun they lie at only five and 10 times the Earth-sun distance, respectively. The team also found the two exoplanets are much heavier than the ones in our solar system, the inner planet having 14 times Jupiter's mass and the outer one six times.

Bohn's team imaged this system during their search for young, giant planets around stars like our sun but far younger. The star TYC 8998-760-1 is just 17 million years old and located in the southern constellation of Musca (The Fly). Bohn describes it as a "very young version of our own sun."

This image, captured by the SPHERE instrument on ESO’s Very Large Telescope, shows the star TYC 8998-760-1 accompanied by two giant exoplanets, TYC 8998-760-1b and TYC 8998-760-1c. This is the first time astronomers have directly observed more than one planet orbiting a star similar to the sun. The two planets are visible as two bright dots in the centre (TYC 8998-760-1b) and bottom right (TYC 8998-760-1c) of the frame, noted by arrows. Other bright dots, which are background stars, are visible in the image as well. By taking different images at different times, the team were able to distinguish the planets from the background stars. The image was captured by blocking the light from the young, sun-like star (top-left of centre) using a coronagraph, which allows for the fainter planets to be detected. The bright and dark rings we see on the star’s image are optical artefacts. Credit: ESO/Bohn et al.

These images were possible thanks to the high performance of the SPHERE (www.eso.org/public/teles-instr &hellip vlt/vlt-instr/sphere) instrument on ESO's VLT in the Chilean Atacama desert. SPHERE blocks the bright light from the star using a device called coronagraph (en.wikipedia.org/wiki/Coronagraph), allowing the much fainter planets to be seen. While older planets, such as those in our solar system, are too cool to be found with this technique, young planets are hotter, and so glow brighter in infrared light. By taking several images over the past year, as well as using older data going back to 2017, the research team have confirmed that the two planets are part of the star's system.

Further observations of this system, including with the future ESO Extremely Large Telescope (ELT), will enable astronomers to test whether these planets formed at their current location distant from the star or migrated from elsewhere. ESO's ELT will also help probe the interaction between two young planets in the same system. Bohn concludes: "The possibility that future instruments, such as those available on the ELT, will be able to detect even lower-mass planets around this star marks an important milestone in understanding multi-planet systems, with potential implications for the history of our own solar system."