En ekstrasolar planet med hypotetiske (mulige, men uprovoserte) vannførende måner. Bildekreditt: NASA / IPAC / R. Skade. Klikk for å forstørre
I løpet av det siste tiåret har astronomer som bruker en planetjaktteknikk som måler små endringer i en stjerners hastighet i forhold til Jorden, oppdaget mer enn 130 ekstrasolare planeter. De første slike planeter var gassgiganter, massen til Jupiter eller større. Etter flere år begynte forskerne å oppdage Saturn-masseplaneter. Og i august i fjor kunngjorde de funnet av en håndfull Neptun-masseplaneter. Kan dette være superjordene?
I en nylig foredrag på et symposium om ekstrasolare planeter, forklarte Carnegie Institution av Washington-astronom Alan Boss mulighetene.
Radialhastighets planetjaktteknikker har nylig presset vår funnevne under Saturn-massegrensen ned i det vi vil kalle iskjempegrensen.
Så vi kan nå finne planeter, nær deres vertsstjerner, med masser som kan sammenlignes med Uranus og Neptun (14 til 17 ganger jordens masse).
I stor grad skyldes dette at Michel Mayor og kollegene hans har fått et nytt spektrometer i La Silla, som har enestående spektraloppløsning på omtrent 1 meter per sekund. Og jeg tror Geoff Marcy og Paul Butlers gruppe er ganske tett bak det også.
Det interessante spørsmålet er imidlertid: Hva er disse tingene? Er det isgiganter som dannet flere AUer og migrerte inn, eller er de noe annet? Dessverre vet vi ikke nøyaktig hva massene deres er. Enda viktigere er at vi ikke egentlig vet hva deres tetthet er. Så de kan være 15-jordsmasse bergarter, eller de kan være 15-jordsmasse isgiganter.
Det vi virkelig trenger å gjøre er å la folk gå ut og oppdage ytterligere 7. Vi har 3 så langt. Hvis vi hadde 10 totalt, vil vi ha nok til at 1 av dem i det minste skal overføre stjernen sin, og da vil vi kunne få noen ide om hva dens tetthet er.
Jeg tror imidlertid at det er en god sjanse for at disse faktisk kan være en ny klasse av planeten: super-Earths. Grunnen til at jeg vil hevde at det er at i hvert fall i 2 av systemene der de er funnet, disse "varme Neptunene" ledsages av en større Jupiter-masseplanet med en bane over lengre tid.
Hvis planetene med lavere masse er isgiganter som dannet seg langt fra stjernene deres, med mindre du har noen veldig motiverte scenario, ville du ikke forestille deg at de ender opp med å migrere innover, forbi de større karene. Disse systemene ligner mer på vårt eget solsystem, der du har lavmassemennene inne i gassgigantene.
Planetene i et system som vårt system gjennomgikk antagelig ikke veldig mye migrasjon. Så jeg vil påstå at kanskje disse karene er objekter som dannet seg i gassgigantene og bare migrerte på litt, og endte opp der vi kan oppdage dem med kortvarige spektroskopiundersøkelser.
Til støtte for denne ideen er det noe teoretisk arbeid fra Carnegies George Wetherill fra nesten 10 år siden, nå, hvor han hadde gjort noen beregninger av akkumuleringsprosessen til steinete planeter. Han fant ofte ut at det var ganske spredning i massene av det du fikk ut, fordi ansamling er en veldig stokastisk prosess. For de typiske parametrene han brukte, på slutten av 100 millioner år eller så, ville han ikke bare få objekter med 1 jordmasse, men også objekter som strekker seg opptil 3 jordmasser.
Vel, den gang antok han for sine beregninger en ganske lav overflatetetthet på 1 AU, der disse planetene dannet seg. Med tanke på det vi vet nå, hvis du vil være i stand til å lage en Jupiter ved 5 AU ved å bruke kjernetilpasningsmodellen for planetarisk dannelse, må du skru opp tettheten i den protoplanetære disken med en faktor på 7 eller så over hva Wetherill antatt.
Det skalerer direkte med massen av planetene du kan forvente å finne som et resultat. Så hvis du gjorde disse beregningene på nytt, og antar at denne høye begynnelsestettheten, ville den øvre grensen for massen til de indre planetene gå fra 3 jordmasser, som er det Wetherill fikk, opp til å si 21 jordmasser. Det er i området for det vi estimerer for disse nyoppdagede varme Neptun-masse-objektene.
Så kanskje det vi virkelig ser er en ny klasse av objekter, superjordene, i stedet for isgiganter.
Opprinnelig kilde: NASA Astrobiology
