" "

Nieuw ontdekt exoplanet-trio kon de mysteries van de vorming van superaarde ontrafelen

Illustratie van NASA s Transiterende Exoplanet Survey Satellite in de ruimte

NASA Goddard Space Flight Center

Nieuw ontdekt exoplanet-trio kon de mysteries van de vorming van superaarde ontrafelen

Door Daniel CleryJul. 29, 2019, 11:40 uur

Drie nieuw ontdekte exoplaneten kunnen onderzoekers helpen de wankele lijn tussen rotsachtige en gasvormige planeten opnieuw te definiëren, volgens nieuwe waarnemingen van NASA s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). TESS, die zijn eerste jaar van operaties deze maand markeert, zag het trio van planeten ongeveer 73 lichtjaar verwijderd van de aarde. De exoplaneten zijn van een type dat niet bestaat in ons zonnestelsel en bestaat tussen de aarde en Neptunus in grootte.

Dat maakt het dicht opeengepakte systeem, bekend als TOI-270, een goede gok voor het beantwoorden van langdurige vragen over hoe zo'n super-Earths of mini-Neptunes vorm heeft. Het systeem bevindt zich binnen het bereik van grondtelescopen en binnenkort te lanceren baaninstrumenten zoals NASA s James Webb Space Telescope (JWST). Dit is een van de belangrijkste systemen voor JWST om te bestuderen, zegt Micha l Gillon van de Universiteit van Luik in België, die de TESS-ontdekking opvolgt.

Net als een voorganger-satelliet, Kepler, ziet TESS planeten wanneer ze voor hun thuisster passeren en ervoor zorgen dat de helderheid ervan daalt. Maar waar Kepler meer dan 2300 bevestigde exoplaneten ontdekte die naar een ver sterrenveld staarden, probeert TESS dichter bij huis gekozen kandidaten te vinden die rijp zijn voor verdere studie. Halverwege zijn primaire 2-jarige missie heeft TESS 24 bevestigde exoplaneten gevonden. Negenhonderd kandidaten wachten op vervolgstudies, zegt TESS adjunct-directeur van wetenschap Sara Seager van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. We verwachten duizenden, zegt ze.

Maar TESS Object of Interest (TOI) 270 is een zeldzame vondst. It s een perfect laboratorium, zegt Maximilian G nther van MIT, hoofdauteur van het artikel dat het systeem beschrijft, vandaag gepubliceerd in Nature Astronomy. Planetaire wetenschappers hebben afzonderlijke theorieën die de vorming van de rotsachtige binnenplaneten en buitenste gasreuzen van ons zonnestelsel beschrijven, maar ze worstelen om deze middelgrote planeten rond andere sterren te verklaren. We begrijpen nog steeds niet hoe deze sub-Neptunes en super-Aarde zich vormen, zegt G nther.

Eén theorie suggereert dat deze twee soorten middelgrote planeten door hetzelfde proces worden gevormd, behalve dat de rotsachtige super-aarde hun atmosfeer heeft weggeblazen door hun sterren. Maar dat kan een door Kepler waargenomen raadselachtige kloof niet verklaren: er zijn zeer weinig planeten met afmetingen tussen 1, 5 en 2 aardstralen. Dat suggereert afzonderlijke formatieprocessen voor superaarde en mini-Neptunes. TOI-270, met één planeet op 1, 25 aardstralen en twee andere op 2, 13 en 2, 42, overbrugt de kloof. Er is slechts een handvol systemen die deze twee soorten planeten laten zien die de radiusafstand overspannen, en geen enkele rond sterren zo helder, zegt hij. Als bij verdere observaties blijkt dat alle drie dezelfde samenstelling hebben, suggereert dit dat ze op dezelfde manier gevormd zijn. Als de binnenste onderscheidend is, ondersteunt dat twee verschillende vormingsprocessen.

Er worden nu inspanningen geleverd om de planetenmassa's te meten, zodat onderzoekers hun dichtheid kunnen berekenen en kunnen bepalen of ze rotsachtig of gasvormig zijn. Omdat TOI-270 zo dichtbij is en zijn ster zo helder, kunnen die massa's op twee verschillende manieren worden gemeten. Onderzoekers kunnen bestuderen hoe planeten aan de ster trekken, waardoor deze heen en weer beweegt, of ze kunnen kleine vertragingen of vorderingen meten wanneer de planeet de ster passeert, veroorzaakt door zwaartekrachtinteracties van de dicht opeengepakte planeten. "Het is vrij uitzonderlijk om massa's op twee verschillende manieren te kunnen meten, " zegt Günther.

De buitenste van de drie planeten loopt langs de rand van de bewoonbare zone van het systeem - waar vloeibaar water zou kunnen bestaan ​​en leven zou kunnen ontstaan ​​- maar beide methoden voor massa-meting zouden kunnen aangeven of er een verder rotsachtige planeet in die zone is. Geplande observaties van het systeem met de Hubble- en Spitzer-ruimtetelescopen kunnen ook onthullen hoe de atmosfeer van de drie planeten is.

TESS, die bijna een maand lang een 90 ° strook lucht bekijkt voordat hij naar de volgende strook gaat, heeft meer gevonden dan alleen exoplaneten. Het heeft eerder onbekende kometen in ons zonnestelsel gebroken en exocometten rond Beta Pictoris, 63 lichtjaar verwijderd. Het heeft ook een dozijn supernova's verzameld, die soms de evolutie van de kosmische explosie in dagen of weken vastleggen en waardevolle gegevens voor astronomen bieden. En het heeft ongeveer 800 stellaire flares rond andere sterren gedetecteerd, verwant aan de zonnestormen op onze zon die elektromagnetische problemen op aarde veroorzaken. Bij het zoeken naar potentieel bewoonbare planeten rond andere sterren, is het van cruciaal belang om het affakkelen van de ster te begrijpen. "We weten niet wat het met het planetaire milieu zal doen, " zegt Seager.

Op 18 juli voltooide TESS zijn onderzoek op het zuidelijk halfrond en draaide zich om om te beginnen met werken aan het noorden. "TESS doet het ongelooflijk goed en voldoet duidelijk aan zijn wetenschappelijke doel", zegt Didier Queloz van de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk.