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La sous-planète Neptune orbite dans la « zone habitable » d’une étoile naine rouge

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Vue d’artiste de planètes en orbite autour d’une naine rouge. Crédit : Mark Garlick

LED Université de Berne, une équipe de recherche internationale a découvert une sous-composanteNeptune planète extrasolaire Il orbite autour d’une étoile naine rouge. La découverte a également été faite grâce aux observations faites par l’observatoire SAINT-EX au Mexique. SAINT-EX est exploité par un consortium qui comprend le Center for Space and Habitat (CSH) de l’Université de Berne et le National Center for Competence in Research by NCCR PlanetS.

Les naines rouges sont de petites étoiles, et donc plus froides que notre Soleil. Autour d’étoiles comme celles-ci, l’eau liquide est possible sur des planètes plus proches de l’étoile que dans notre propre système solaire. La distance entre une exoplanète et son étoile est un facteur déterminant dans sa découverte : plus une planète est proche de son étoile hôte, plus elle a de chances d’être détectée.

Dans une étude récemment publiée dans la revue, Astronomie et astrophysiqueDans cette étude, des chercheurs dirigés par le Dr Nicole Chanch du Centre CSH pour l’espace et l’habitat de l’Université de Berne rapportent la découverte d’une exoplanète TOI-2257 b en orbite autour d’une naine rouge à proximité. Nicole Schanci est également membre du Centre national de compétence en recherche planétaire, qui est dirigé par l’Université de Berne avec l’Université de Genève.

Un télescope spécial fait partie de la solution

Les exoplanètes trop éloignées de notre système solaire ne peuvent pas être observées directement avec un télescope – elles sont trop petites et réfléchissent très peu de lumière. Cependant, l’un des moyens de découvrir ces planètes est la méthode du transit. Cela implique d’utiliser des télescopes pour rechercher les baisses de luminosité d’une étoile qui se produisent lorsque des planètes passent devant l’étoile. Des observations répétées des baisses de luminosité de l’étoile donnent des mesures précises du cycle orbital de la planète autour de l’étoile, et la profondeur de transit permet aux chercheurs de déterminer le diamètre de la planète. Lorsqu’elle est combinée avec des estimations de la masse d’une planète à partir d’autres méthodes, telles que l’utilisation de mesures de vitesse radiale, la densité d’une planète peut être calculée.

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La planète TOI-2257 b a été initialement identifiée avec des données de NasaSatellite d’étude des exoplanètes en transit bouc télescope spatial. La jeune étoile a été observée pendant quatre mois, mais les écarts entre les observations signifiaient qu’il n’était pas clair si la diminution de la luminosité pouvait s’expliquer par les transits d’une planète avec une orbite de 176, 88, 59, 44 ou 35 jours.

Télescope SAINT-EX

L’observatoire SAINT-EX est une installation entièrement automatisée qui abrite un télescope d’un mètre et est basée au Mexique. Crédit : Institut d’Astronomie, UNAM / E. Cadena

L’observation de l’étoile avec le télescope mondial de l’observatoire de Las Cumbres a ensuite exclu la possibilité que la planète avec une période orbitale de 59 jours ait causé la diminution de la luminosité. « Ensuite, nous voulions voir si une période orbitale de 35 jours était possible », explique Nicole Shanshi.

Le télescope SAINT-EX basé au Mexique, en collaboration avec le CSH et le NCCR PlanetS, a été conçu dans le but d’étudier plus en détail les naines rouges et leurs planètes. SAINT-EX est l’acronyme de Search and Characterization of Transiting Exoplanets. Le projet est nommé en l’honneur d’Antoine de Saint-Exupéry (Saint X), le célèbre écrivain, poète et aviateur. SAINT-EX a observé un transit partiel de TOI-2257 b et a pu confirmer la période orbitale exacte de l’exoplanète autour de son étoile, 35 jours. « Au bout de 35 jours supplémentaires, SAINT-EX a pu surveiller l’ensemble du transit, ce qui nous a donné plus d’informations sur les caractéristiques du système », explique le co-auteur Robert Wells de CSH, qui a participé au traitement des données.

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Une planète tempérée à orbite irrégulière

Avec une période orbitale de 35 jours, TOI-2257 b tourne autour de l’étoile hôte à une distance à laquelle l’eau liquide est possible sur la planète, et donc des conditions favorables à l’émergence de la vie peuvent exister. Les planètes situées dans la zone dite « habitable » à proximité d’une petite naine rouge sont faciles à étudier car leurs périodes d’orbite sont plus courtes et peuvent donc être observées plus souvent. Le rayon de TOI-2257 b (2,2 fois plus grand que la Terre) indique que la planète est plutôt gazeuse, avec une pression atmosphérique élevée non propice à la vie.

TIS TOI-2257

Fichiers de pixels cibles TESS pour les secteurs 14, 20, 21 et 26 observés par TOI-2257, qui ont été générés par tpfplotter (Aller et al. 2020). Les emplacements utilisés pour l’extraction photométrique par le pipeline SPOC sont indiqués sous forme de régions ombrées en rouge. Le catalogue Gaia DR2 (Gaia Collaboration 2018) est tracé de manière exagérée, avec toutes les sources jusqu’à 6 magnitudes contrairement au TOI-2257 indiqué par des cercles rouges. On note que la taille du symbole est proportionnelle à la variance de taille. Alors que l’étoile est relativement isolée, il y a une petite quantité de pollution provenant de sources externes, allant de 2 à 5 % du flux total. Crédit : DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202142280

« Nous avons découvert que TOI-2257 b n’a pas d’orbite circulaire et concentrique », explique Nicole Shansch. En fait, c’est la planète la plus exotique en orbite autour d’une étoile froide jamais découverte. « En termes d’habitabilité, c’est une mauvaise nouvelle », poursuit Nicole Shanchy. « Alors que la température moyenne de la planète est confortable, elle varie de -80 degrés Celsius à environ 100 degrés Celsius selon l’endroit où se trouve la planète sur son orbite, loin ou près de l’étoile. » Une explication possible de cette orbite surprenante est qu’une planète géante dans le système se cache et perturbe l’orbite de TOI 2257 b. Des observations supplémentaires mesurant la vitesse radiale de l’étoile aideront à confirmer l’excentricité centrale et à rechercher d’éventuelles planètes supplémentaires qui ne peuvent pas être observées pendant les transits.

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Filtre pour la surveillance avec JWST

Le télescope spatial James Webb (JWST), lancé avec succès le 25 décembre, va révolutionner la recherche de l’atmosphère des exoplanètes. Afin de prioriser les bons candidats pour les observations utilisant JWST, un spectrophotomètre à transmission (TSM) qui classe diverses propriétés du système a été développé. Le TOI-2257 b est bien positionné par rapport à TSM et est l’une des sous-cibles les plus attrayantes de Neptune pour d’autres observations. « En particulier, la planète peut être étudiée pour des signes de caractéristiques telles que la vapeur d’eau dans l’atmosphère », conclut Nicole Shansh.

Référence : « TOI-2257 b : Le sous-Neptune excentrique à longue portée passe à travers un nain M voisin » par N. Schanche, FJ Pozuelos, MN Günther, RD Wells, AJ Burgasser, P. Chinchilla, L. Delrez et E. Ducrot, LJ Garcia, Y. Gómez, Maqueo Chew, E. Jofré, BV Rackham, D. Sebastian, KG Stassun, D. Stern, M. Timmermans, K. Barkaoui, A. Belinski, Z. Benkhaldoun, W. Benz, A. Perilla, F. Boshi, A., Bordanov, D. ; Charbonneau, J.L. Christiansen, CA Collins, B.-O. Démore, M.; Devora Bagaris, v. De Witt, Dr ; Dragomir, ch. Dansfield, E. Forlan, M. Gaschoy, M. Gillon, C. Jenelka, M.A. K. Heng, CE Henze, K. Hesse, SB Howell, E. Jehin, J. Jenkins, EN Jensen, M. Kunimoto, DW Latham, K. Lester, K. McLeod, I.Mireles, CA Murray, P. Niraula , PP Pedersen, D. Queloz, EV Quintana, G. Ricker, A. Rudat, L. Sabin, B. Safonov, U. Schroffenegger, N. Scott, S. Seager, I. Strakhov, AHMJ Triaud, R. Vanderspek, M Fizzy et Ji Wen, 7 janvier 2022, disponible ici. Astronomie et astrophysique.
DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 202142280

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Le télescope Webb de la NASA détecte les espèces de carbone les plus éloignées connues dans l’univers

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Le télescope Webb de la NASA détecte les espèces de carbone les plus éloignées connues dans l’univers

Les astronomes ont découvert le carbone connu le plus éloigné de l’univers, remontant à seulement 350 millions d’années après le Big Bang. Cette découverte – issue du télescope spatial Webb de la NASA – a utilisé les observations infrarouges de l’actuel Advanced Extragalactic Deep Survey pour identifier le carbone dans une toute jeune galaxie qui s’est formée peu de temps après la nuit des temps.

Les résultats obligeront probablement les cosmologistes et les théoriciens à repenser une grande partie de tout ce qu’ils savent sur l’enrichissement chimique de notre univers.

Dans une recherche acceptée pour publication dans la revue Astronomie et astrophysiqueUne équipe internationale dirigée par des astronomes de l’Université de Cambridge au Royaume-Uni a détaillé ses observations de cette ancienne galaxie, connue sous le nom de GS-z12. Il est situé à un redshift supérieur à 12, près de l’aube cosmique.

« Il s’agit non seulement de la première découverte confirmée de carbone, mais aussi de la première découverte confirmée de tout élément chimique autre que les éléments primitifs produits par le Big Bang (hydrogène, hélium et traces de lithium), Francesco DiEugenio, auteur principal de l’article. . Un astrophysicien de l’Université de Cambridge me l’a dit par e-mail.

La découverte de ce carbone si tôt dans l’histoire cosmique pourrait également signifier que quelque part là-bas, la vie aurait pu démarrer plus tôt que prévu.

Cette découverte remet également en question nos modèles d’évolution chimique, dit DiEugenio. « Nous ne nous attendions pas à voir des abondances aussi élevées de carbone en oxygène avant plus tard dans l’histoire de l’univers », dit-il. Par conséquent, notre découverte indique des canaux d’enrichissement chimique nouveaux et inattendus dans l’univers primitif, explique Diogenio.

En raison de la faiblesse exceptionnelle de ces galaxies lointaines, l’équipe n’a pu détecter le carbone qu’après environ 65 heures d’observations par spectroscopie proche infrarouge.

Les astronomes utilisent la spectroscopie pour étudier l’absorption et l’émission de lumière et d’autres rayonnements par la matière. Chaque élément possède sa propre empreinte chimique qui apparaît dans le spectre de la cible céleste, ce qui a permis dans ce cas d’identifier de manière surprenante le carbone à des époques aussi précoces.

Comment ce carbone a-t-il été créé ?

Diogenio dit que le Big Bang n’a produit que de l’hydrogène, de l’hélium et des traces de lithium. Par conséquent, ce carbone – et tout le carbone de l’univers – doit avoir été produit à l’intérieur des étoiles, dit-il. Une partie du carbone est produite dans des étoiles massives à courte durée de vie, et une autre dans des étoiles de faible masse à longue durée de vie, explique DiEugenio.

Carbone via supernovae

Dans GS-z12, qui a une masse d’environ 50 millions de masses solaires seulement, nous pouvons exclure le deuxième scénario, car l’univers était si jeune que les étoiles de faible masse n’avaient pas assez de temps pour apporter des quantités significatives de carbone, explique DiEugenio. . Il dit que cela signifie qu’il a été produit dans des étoiles massives. Cependant, le rapport carbone/oxygène que nous observons dans GS-z12 ne correspond pas à celui des étoiles massives connues, explique Diogenio. C’est pourquoi nous pensons que cette découverte de carbone pourrait avoir été produite dans des types d’étoiles massives plus exotiques, telles que les étoiles du troisième groupe, dit-il.

Les étoiles du groupe III sont un groupe théorique des premières étoiles de l’univers.

Selon certains modèles, lorsque ces premières étoiles ont explosé en supernova, elles auraient pu libérer moins d’énergie que prévu initialement, suggère l’Université de Cambridge. Dans ce cas, il s’agit du carbone, qui était présent dans l’exosphère des étoiles et était moins lié gravitationnellement que l’oxygène, selon l’université. Par conséquent, ce carbone aurait pu s’échapper plus facilement et se propager dans toute la galaxie, tandis qu’une grande quantité d’oxygène serait retombée et s’effondrerait dans un trou noir, a expliqué l’université.

Ce carbone serait-il le résultat d’une étoile de Population III devenue supernova ?

« Nous ne savons pas avec certitude quel type d’étoile a produit ce carbone », explique DiEugenio. Cependant, étant donné le temps très court disponible pour l’évolution stellaire, celle-ci doit provenir d’explosions de supernova provoquées par la mort d’étoiles massives, explique Diogenio. Selon lui, des preuves allant de l’univers local jusqu’à un milliard d’années après le Big Bang montrent que le rapport carbone/oxygène produit par les supernovae est bien inférieur à ce que nous observons dans cette galaxie.

Rapports carbone/oxygène

Expliquer le rapport carbone/oxygène élevé observé dans le GS-z12 est difficile dans le cadre actuel, explique DiEugenio. Dans ce contexte, il existe certains scénarios théoriques dans lesquels les supernovae du groupe III produisent des ratios carbone/oxygène élevés ; Il dit que ce serait un scénario approprié, mais qu’il doit être confirmé.

Quant au carbone découvert ?

Diogenio dit qu’il a été produit dans l’une des coques internes brûlant de l’hélium d’une étoile massive alors qu’elle était sur le point de devenir une supernova. Il dit que lorsque l’étoile est devenue supernova, son gaz riche en carbone est revenu dans la galaxie.

C’est à ce moment-là qu’il est devenu détectable.

Ces premières supernovae et leurs sous-produits représentent les premières étapes de l’enrichissement chimique cosmique. Des milliards d’années plus tard, cette évolution chimique a conduit à l’émergence d’un groupe de galaxies telles que notre propre Voie Lactée ; Chimiquement riche et – sur cette planète du moins – regorgeant de vie basée sur le carbone.

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« La danse cosmique du feu et de la glace »

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« La danse cosmique du feu et de la glace »

Le système stellaire est situé à 3 400 années-lumière.

Vendredi, l’Agence spatiale européenne (ESA) a publié une image étonnante d’un mystérieux système stellaire. L’étoile est située à 3 400 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et se compose d’une géante rouge et de sa compagne naine blanche. L’Agence spatiale européenne l’a qualifié de « danse cosmique de glace et de feu », notant qu’elle devient de plus en plus chaude et faible.

Selon l’Agence spatiale européenne, ces étoiles mystérieuses ont surpris les astronomes avec une « éruption semblable à une nova » en 1975, augmentant leur luminosité d’environ 250 fois.

« C’est l’histoire de deux étoiles : une géante rouge fait généreusement don de matière à sa compagne naine blanche, créant ainsi un spectacle éblouissant. Du brouillard rouge ? Ce sont les vents forts de la géante rouge ! ️Mais Mira HM Sge est un véritable mystère. En 1975, les astronomes ont été surpris par une explosion semblable à une nova, mais contrairement à la plupart des novae, elle n’a pas disparu. Depuis, il fait plus chaud mais plus faible ! », lit-on dans la légende du message. Le message comprend quatre images qui, ensemble, constituent l’image complète du système stellaire symbiote.

Voir les photos ici :

Les astronomes ont utilisé de nouvelles données de Hubble et du SOFIA (Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge) de la NASA, ainsi que des données d’archives d’autres missions, pour revisiter le système stellaire binaire.

« Grâce à Hubble et au télescope SOFIA, à la retraite, nous avons résolu l’énigme ensemble. Les données ultraviolettes de Hubble révèlent des températures torrides autour de la naine blanche, tandis que SOFIA a détecté de l’eau s’écoulant à des vitesses incroyables, indiquant la présence d’un disque de matière en rotation.

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Entre avril et septembre 1975, la luminosité du système binaire HM Sagittae a été multipliée par 250. Récemment, des observations montrent que le système est devenu plus chaud, mais paradoxalement s’est légèrement atténué.

En réponse à l’image, un utilisateur a écrit : « C’est vraiment incroyable la danse des échanges matériels entre la géante rouge et la naine blanche. »

Un autre a commenté : « C’est tellement beau et mystérieux, j’adore ça. » Un troisième a déclaré : « Superbes clichés ».

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

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« Danse cosmique du feu et de la glace » : l’ESA partage des images époustouflantes du « mystérieux » système stellaire

L’Agence spatiale européenne a laissé les internautes impressionnés après avoir partagé vendredi un aperçu du « mystérieux » système stellaire Mira HM Sge. L’étoile symbiotique est située à 3 400 années-lumière dans la constellation du Sagittaire et se compose d’une géante rouge et de sa compagne naine blanche. L’Agence spatiale européenne l’a qualifié de « danse cosmique du feu et de la glace », alors que l’étoile devenait de plus en plus chaude et plus sombre.

« La matière saigne de la géante rouge et tombe sur la naine, la rendant extrêmement brillante. Ce système a éclaté pour la première fois sous forme de nova en 1975. La brume rouge témoigne des vents stellaires. Son profil sur le site Web de la NASA indique que la nébuleuse est d’environ un quart de celle-ci. une année optique.

Le pont gazeux reliant actuellement l’étoile géante à la naine blanche devrait s’étendre sur environ 3,2 milliards de kilomètres.

Selon l’Agence spatiale européenne, ces étoiles mystérieuses ont surpris les astronomes avec une « explosion semblable à une nova » en 1975, augmentant leur luminosité d’environ 250 fois. Cependant, contrairement à la plupart des novae, elle ne s’est pas éteinte au cours des décennies suivantes. Des observations récentes suggèrent que le système est devenu plus chaud, mais qu’il s’est paradoxalement légèrement atténué.

« Grâce à Hubble et au télescope SOFIA, à la retraite, nous avons résolu l’énigme ensemble. Les données ultraviolettes de Hubble révèlent des températures torrides autour de la naine blanche, tandis que SOFIA a détecté de l’eau s’écoulant à des vitesses incroyables, suggérant… « Il y a un disque de matière en rotation. « .

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Les données UV de Hubble indiquent que la température estimée de la naine blanche et du disque d’accrétion est passée de moins de 220 000 degrés Celsius en 1989 à plus de 250 000 degrés Celsius.

L’équipe de la NASA a également utilisé le télescope volant SOFIA, aujourd’hui retiré, pour détecter l’eau, les gaz et la poussière circulant dans et autour du système. Les données spectroscopiques infrarouges montrent que l’étoile géante, qui produit de grandes quantités de poussière, a retrouvé son comportement normal deux ans seulement après l’explosion, mais qu’elle est devenue plus faible ces dernières années. SOFIA a aidé les astronomes à voir l’eau se déplacer à environ 28 kilomètres par seconde, ce qui, selon eux, est la vitesse du disque d’accrétion sifflant autour de la naine blanche.

(Avec la contribution des agences)

3,6 millions d’Indiens nous ont rendu visite en une seule journée et nous ont choisis comme plate-forme incontestée de l’Inde pour les résultats des élections générales. Découvrez les dernières mises à jour ici!

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