À la recherche de planètes qui se sont formées il y a longtemps dans une galaxie pas si lointaine

Titre: Incidence planétaire contraignante autour d’étoiles à halo d’origine potentiellement extragalactique

Auteurs: Stéphanie Yoshida, Samuel Grunblatt, Adrian Price-Whelan

Première autorité de rédaction : Département d’astronomie, Université de Harvard

Statut: Soumis aux revues AAS (Open Access)

À travers 5000 planètes des étoiles en orbite autour de la Voie lactée (MW) ont été découvertes, mais jusqu’à présent, les astronomes n’ont confirmé la détection d’aucune planète d’autres galaxies. La plupart des exoplanètes que nous connaissons se trouvent à quelques kiloparsecs du système solaire (moins que la distance qui nous sépare du centre du MW), alors comment trouver des exoplanètes à des distances extragalactiques ? La page d’aujourd’hui recherche des planètes qui se sont formées dans une galaxie naine extérieure et ont depuis fusionné pour occuper la Voie lactée.

(Non) Trouver des exoplanètes

Une exoplanète extragalactique ou “extraplanète” candidats ont été détectés dans le passé, bien qu’aucun n’ait été confirmé jusqu’à présent en raison des difficultés d’observation de la détection de suivi si loin. En fait en 2010 a été annoncé que HIP 134044, une étoile laissée par une petite galaxie avalée par le MW, a été découverte méthode de la vitesse radiale pour héberger la planète. D’autres études ont depuis lors a nié cette allégation, constatant des erreurs dans l’analyse et qu’il n’y a plus aucune preuve de l’existence d’une telle planète. L’article d’aujourd’hui poursuit la séquence de non-découverte d’exoplanètes, mais utilise une analyse statistique pour calculer à quel point les planètes peuvent être communes autour d’étoiles halo d’origine galactique.

Dans l’année Le halo extérieur du MW abrite une population unique d’étoiles dont les mouvements et les abondances d’éléments diffèrent des étoiles formées ici. On pense que ces étoiles se sont formées dans une galaxie naine appelée Gaïa-Encelade, qui a fusionné avec le MW il y a 8 à 11 milliards d’années. Les auteurs ont utilisé Gaïa satellites deuxième publication de donnéesLes mesures des mouvements stellaires pour identifier les étoiles qui se déplacent de manière incompatible avec celles formées par le MW. Ces étoiles Gaia-Encelade ont des taux de rotation faibles ou négatifs dans la Voie lactée, contrairement aux étoiles typiques de la Voie lactée qui tournent dans un disque. Ils ont également fixé des limites sur les tailles, les couleurs et les rayons des étoiles, combinant Gaia et TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) données pour sélectionner une faible luminosité branche géante rouge lettres pour cette étude pour faire des comparaisons directes un étude précédente de lettres similaires Kepler Les données.

TESS recherche les exoplanètes qui passent devant ces étoiles, les rendant périodiquement plus faibles. Les auteurs ont construit des courbes de lumière pour leur échantillon de 1080 étoiles à partir d’images TESS et les ont recherchées visuellement pour tout creux en transit. Aucune planète candidate n’a été détectée, le document s’est donc concentré sur l’utilisation de cette non-détection pour limiter la manière dont les planètes communes pourraient orbiter autour des étoiles de leur échantillon.

Limites supérieures

Bien que la non-détection puisse sembler décevante au premier abord, elle peut quand même nous apprendre quelque chose. En calculant l’enquête “complétude“, ou quelle fraction de ces objets il peut détecter, ne pas le détecter peut mettre une limite ou une limite supérieure à la fréquence de ces objets.

Figure 1: Gauche : courbe de lumière observée de TIC455692967. À droite : courbe de lumière de TIC455692967 avec signal de transit simulé (marqué d’une flèche rouge). (Figure 2 sur papier)

Les auteurs ont utilisé une méthode d’injection et de récupération pour calculer la complétude. Ils ont inséré les signaux de transit simulés dans leurs courbes de lumière (exemple sur la figure 1), puis ont utilisé un Box moindres carrés recherche pour essayer de détecter des signaux avec une certaine précision de période orbitale et de profondeur de transit. Ils ont constaté qu’environ 30% des signaux qu’ils ont entrés ont été récupérés, que le taux de récupération était le plus élevé pour les planètes avec de courtes périodes et de grands rayons, et que les planètes inférieures à la moitié de la taille de Jupiter étaient pratiquement indétectables.

Plats à emporter

Un calcul final de limite supérieure a montré que moins de 0,52% des étoiles à halo géantes rouges à faible luminosité devraient être jupiter chaud (Planètes de type Jupiter avec une période orbitale de 10 jours ou moins). Cela concorde avec une estimation antérieure d’une incidence d’environ 0,5 %. L’incidence des Jupiters chauds est en corrélation avec l’étoile métallicité, généralement mesuré comme le rapport des abondances de fer à hydrogène dans une étoile. Les étoiles Halo ont généralement des métallicités très faibles, ce qui suggère qu’elles devraient avoir environ 10% de la fréquence des Jupiters chauds comme les autres étoiles de la galaxie.

La période des limites supérieures de la présence d'une planète vs.  le rayon de la planète.  À 1-2 rayons de Jupiter, la limite de 3,5 à 10 jours pour la planète est de 0,52 %, la limite de 10 à 29 jours est de 2,96 % et la limite de 29 à 50 jours est de 18,2 %.  Pour les planètes de 0,5 à 1 rayon de Jupiter, la limite de 3,5 à 10 jours est de 2,14 %, la limite de 10 à 29 jours est de 27,7 % et la limite de 29 à 50 jours n'est pas définie.  Pour les planètes de 0,1 à 0,5 rayons de Jupiter, les limites ne sont pas définies.

Figure 2: Limites supérieures de l’incidence planétaire des géantes rouges halo à faible luminosité pour des plages de rayons planétaires et de période orbitale. Indéfini les limites résultent de la recherche de signaux d’entrée nuls dans un rayon et une plage de périodes donnés. (Tableau 1 dans le journal)

Ces limites supérieures ne sont que la fréquence maximale possible, et ces planètes peuvent être encore moins courantes que les pourcentages indiqués sur la figure 2. Alors, comment trouve-t-on réellement ces rares planètes d’origine extragalactique ? En savoir plus lettres! Dernier 3. publication des données Gaia et les observations TESS en cours font avancer les astronomes dans la bonne direction.

Edité par Sahil Hedge
Crédit image de couverture : ATG Medialab/ESA/Forbes

À propos de Macy Huston

Je suis un étudiant diplômé de quatrième année à la Penn State University qui étudie l’astronomie et l’astrophysique. Mes travaux actuels portent sur les technosignatures, également connues sous le nom de Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI). De manière générale, je m’intéresse aux études d’exoplanètes et d’exoplanètes adjacentes. Dans le passé, j’ai été impliqué dans l’étude des microlentilles planétaires et de la formation d’étoiles de faible masse et de naines brunes.

Leave a Comment