Oppdagelsen av ekstrasolplaneter har absolutt varmet opp de siste årene. Med utplasseringen av Kepler oppdrag i 2009, har flere tusen eksoplanettkandidater blitt oppdaget og over 2500 er bekreftet. I mange tilfeller har disse planetene vært gassgiganter som går i bane rundt deres respektive stjerner (også kalt "Hot Jupiters"), noe som har forvirret noen vanlige forestillinger om hvordan og hvor planeter dannes.
Utover disse massive planetene oppdaget astronomer også et bredt spekter av planeter som spenner fra enorme jordiske planeter (“Super-Earths) til giganter i Neptunstørrelse. I en fersk studie oppdaget et internasjonalt teamastronomer tre nye eksoplaneter som kretser rundt tre forskjellige stjerner. Disse planetene er en interessant gruppe funn, bestående av to “Hot Saturns” og en Super-Neptun.
Denne studien, med tittelen “Oppdagelsen av WASP-151b, WASP-153b, WASP-156b: Insights on migrant planet migration and the upper border of the Neptunian desert”, dukket nylig opp i det vitenskapelige tidsskriftet Astronomi og astrofysikks. Anført av Olivier. D. S. Demangeon, forsker fra Institute of Astrophysics and Space Science i Portugal, brukte teamet data fra SuperWASP-eksoplanettjaktundersøkelsen for å oppdage tegn til tre nye gassgiganter.
Super Wide Angle Search for Planets (SuperWASP) er et internasjonalt konsortium som bruker vidvinkel Transit Photometry for å overvåke nattehimmelen for transitt-hendelser. Programmet er avhengig av robotobservatorier som ligger på to kontinenter - SuperWASP-North, som ligger ved Roque de los Muchachos-observatoriet på Kanariøya; og SuperWASP Sør, ved det sørafrikanske astronomiske observatoriet, nær Sutherland, Sør-Afrika.
Fra SuperWASP-undersøkelsesdataene kunne Dr. Demangeon og hennes kolleger oppdage tre transitt-signaler fra tre fjerne stjerner - WASP-151, WASP-153 og WASP-156. Dette ble deretter fulgt av spektroskopiske observasjoner utført ved bruk av Haute-Provence-observatoriet i Frankrike og La Silla-observatoriet i Chile, noe som gjorde det mulig for teamet å bekrefte arten av disse planetene.
Fra dette bestemte de at WASP-151b og WASP-153b er to "varme Saturner", noe som betyr at de er gassgiganter med lav tetthet med nære baner. De går i bane rundt sine respektive soler, som begge er stjerner av tidlig type G (også kalt gule dverger, som vår sol), med en omløpstid på 4,53 og 3,33 dager. WASP-156b er i mellomtiden en Super-Neptun som går i bane rundt en K-type (oransje dverg) stjerne. Som de antydet i studien:
“WASP-151b og WASP-153b er relativt like. Massene deres på 0,31 og 0,39 M Jup og halvhovedakser på henholdsvis 0,056 AU og 0,048 AU indikerer to gjenstander av Saturn-størrelse rundt tidlige G-type stjerner med V-styrke ~ 12,8. WASP-156bs radius på 0,51R Jup antyder en Super-Neptun og gjør den til den minste planeten som noen gang er oppdaget av WASP. Massen på 0,128 M Jup er også den tredje letteste detektert av WASP etter WASP-139b og WASP-107b. Også interessant er det faktum at WASP-156 er en lys (magV = 11,6) K-type stjerne. ”
Samlet representerer disse planetene noen store muligheter for exoplanet-forskning. Som de indikerer, "disse tre planetene ligger også nær (WASP-151b og WASP-153b) eller under (WASP-156b) den øvre grensen til den Neptuniske ørkenen." Dette refererer til grensen astronomer har observert rundt stjerner der skuddperioden Neptunstørrelse planeter er svært lite sannsynlig å bli funnet.
I utgangspunktet har de fleste eksoplaneter i kort periode (mindre enn 10 dager) som hittil er oppdaget, hatt en tendens til å være i kategorien “Super-Earth” eller “Super-Jupiter”. Dette underskuddet av Neptune-lignende planeter er blitt tilskrevet forskjellige mekanismer når det gjelder dannelsen og evolusjonen for varme Jupiters og kortperiode superjordene, i tillegg til at det er et resultat av gassomslutt-uttømming forårsaket av en stjernes ultrafiolette stråling .
Så langt har bare ni “Super-Neptunes” blitt oppdaget; så denne siste oppdagelsen (hvem kjennetegn er godt kjent) bør gi mange muligheter for forskning. Eller som Dr. Demangeon og kollegene hennes forklarer i studien:
“WASP-156b, som er en av de få godt karakteriserte Super-Neptunene, vil bidra til å begrense dannelsen av Neptune-størrelsesplaneter og overgangen mellom gass- og isgiganter. Estimatene for alderen til disse tre stjernene bekrefter tendensen for at noen stjerner har gyrokronologiske aldre som er betydelig lavere enn deres isokronale aldre. ”
Teamet ga også noen mulige forklaringer på eksistensen av en "Neptunian ørken" basert på funnene deres. For det første foreslo de at en migrasjon med høy eksentrisitet kunne være ansvarlig, der iskjemper av Neptun-størrelse dannes i de ytre delene av et stjernesystem og vandrer innover over tid. De indikerer også at oppdagelsen deres gir overbevisende bevis på at ultrafiolett stråling og uttømming av gasshylster kan være en sentral del av puslespillet.
Men selvfølgelig indikerer Dr. Demangeon og hennes kolleger at ytterligere forskning vil være nødvendig for å bekrefte deres hypotese, og at ytterligere studier er nødvendig for å begrense grensene for den såkalte "Neptunian desert". De indikerer også at fremtidige oppdrag som NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite og ESAs PLAnetary Transits and Oscillations of stars (PLATO) oppdrag vil være avgjørende for denne innsatsen.
"Det er klart det er nødvendig med en grundigere analyse for å undersøke alle mulige implikasjoner bak denne hypotesen," konkluderer de. "En slik analyse er utenfor omfanget av denne artikkelen, men vi synes at denne hypotesen er verdt å undersøke. I denne sammenheng ville et søk etter følgesvenner i lang tid som kan ha utløst migrasjonen med høy eksentrisitet eller et uavhengig aldersestimat gjennom asterosiesmologi med TESS eller Platon, være spesielt interessant. "
Det store antallet eksoplaneter som har blitt gjort de siste tiårene, har gjort det mulig for astronomer å teste og revidere vanlige teorier om hvordan planetariske systemer dannes og utvikles. Disse samme funnene har også bidratt til å fremme vår forståelse av hvordan vårt eget solsystem ble. Til slutt, å kunne studere et mangfoldig utvalg av planetariske systemer, som er forskjellige stadier i deres historie, lar oss lage en slags tidslinje for kosmisk evolusjon.
