Takk i stor grad til Kepler romteleskop, har antallet bekreftede ekstrasolare planeter vokst eksponentielt det siste tiåret. Og med neste generasjons oppdrag som Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) allerede i bane, oppdages flere kandidater og bekreftede planeter hele tiden - mange av dem nye og spennende også!
Faktisk inkluderer et av TESS 'nyeste funn et treplanet-system som går i bane rundt en stjerne (L 98-59) som ligger omtrent 35 lysår fra Jorden. En av planetene, kjent som L 98-59b, er mellom størrelsene på Jorden og Mars - noe som effektivt gjør det til den minste eksoplaneten som hittil er oppdaget av TESS. Funnet belyser også raffinementet til TESS og dobler antallet små eksoplaneter som anses som verdige oppfølgingsstudier.
Oppgaven som beskriver funnet dukket opp i den nyeste utgaven av The Astrophysical Journal. Det internasjonale teamet bak oppdagelsen inkluderte flere forskere fra NASA samt forskere fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, og flere universiteter og observatorier fra hele verden.
Veselin Kostov, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center og SETI Institute, var hovedforfatter på funnpapiret. Som han forklarte i en fersk pressemelding fra NASA:
“Funnet er en stor teknisk og vitenskapelig prestasjon for TESS. For atmosfæriske studier av små planeter trenger du korte baner rundt lyse stjerner, men slike planeter er vanskelige å oppdage. Dette systemet har potensial for fascinerende fremtidige studier. ”
Som navnet attesterer, jakter TESS på eksoplaneter ved å bruke metoden kjent som Transit Photometry (også kjent som Transit Method). Dette innebærer å observere fjerne stjerner for plutselige lysnedganger, som er indikasjoner på en planet som passerer foran stjernen (dvs. transitt) i forhold til observatøren. Ved å observere omfanget og frekvensen av fallene, er forskere i stand til å bestemme eksistensen av planeter, så vel som deres baneperiode og størrelse.
Selv om denne metoden for tiden er den mest effektive måten å oppdage og bekrefte eksoplaneter, står 3087 av de over 4000 som er oppdaget hittil. Det er imidlertid lite effektivt når det gjelder å oppdage mindre, steinete planeter som Jorden. At TESS ikke fant noen, men tre steinete planeter som kretset rundt L 98-59, er et bevis på følsomheten og evnen til instrumentene.
Disse planetene (som er betegnet L 98-59b, c og d) er omtrent 0,8, 1,4 og 1,6 ganger jordens størrelse og går i bane rundt stjernen deres veldig raskt med en periode på henholdsvis 2,25, 3,7 og 7,45 dager. Som Jonathan Brande, en medforfatter og astrofysiker ved NASA Goddard og University of Maryland, forklarte:
“Hvis du har mer enn en planet i bane i et system, kan de gravitasjonsmessig samhandle med hverandre. TESS vil observere L 98-59 i nok sektorer til at den kan være i stand til å oppdage planeter med baner rundt 100 dager. Men hvis vi er veldig heldige, kan vi se gravitasjonseffektene av uoppdagede planeter på de vi for øyeblikket kjenner. ”
Mens L 98-59b representerer en ny rekord for TESS, og er omtrent 10% mindre enn den forrige plateinnehaveren den oppdaget, er det ikke den minste eksoplaneten som er oppdaget til dags dato. Denne rekorden går til Kepler-37b, en steinete eksoplanett som ligger omtrent 210 lysår fra Jorden som bare er omtrent en tredjedel av jordens størrelse og 20% større enn Månen.
Oppdagelsen av L 98-59b er imidlertid gjort mer imponerende når du vurderer det faktum at den går i bane rundt en M-type (rød dverg) -stjerne som er omtrent en tredjedel av størrelsen og massen til vår sol. Denne stjernen er betydelig mindre lys enn Kepler-37, som er en G-type (gul dverg) -stjerne - lik vår sol - selv om L 98-59 er spesielt lys når rød dverg går.
Kombinert med det faktum at det ligger relativt nær solsystemet vårt, gjør oppdagelsen av et treplanet-system rundt L 98-59 det til en tiltalende kandidat for oppfølgingsobservasjoner. Stjerner av M-type er den vanligste typen i universet, og står for tre fjerdedeler av stjernene i Melkeveien alene.
Nyere forskning har også funnet at de kan være det mest sannsynlige stedet å finne steinete planeter som går i bane rundt stjernens beboelige sone. På grunn av dette er forskere ivrige etter å lære mer om planetariske systemer som dannes rundt denne typen stjerner. Disse inkluderer hvorvidt steinete planeter som går i bane rundt røde dverger ville være i stand til å beholde atmosfærene deres gitt mengden stråling de ville være utsatt for.
Dessverre går ingen av disse planetene i bane innenfor L 98-59s beboelige sone. Faktisk, på sin avstand fra forelderstjernen, mottar L 98-59b så mye som tjueto ganger mengden strålingsenergi som Jorden får fra solen. I mellomtiden mottar L 98-59c og d henholdsvis elleve og fire ganger så mye stråling som Jorden.
Imidlertid okkuperer alle disse "Venus-sonen", rekkevidden for avstander der en planet med en jordlignende atmosfære kan oppleve en løpende drivhuseffekt og dermed konvertere den til en Venus-lignende atmosfære. Basert på størrelsen, kan L 98-59d enten være en Venus-lignende verden eller en mini-Neptun - som en steinete kjerne omgitt av en tett gassformet konvolutt.
Uansett er det fortsatt en sjanse for at disse planetene kan være potensielt beboelige og pågående forskning vil svare på viktige spørsmål om disse og andre steinete verdener som går i bane rundt røde dverger - som Proxima b og t
"Hvis vi så på solen fra L 98-59, ville transitter fra Jorden og Venus føre oss til å tro at planetene var nesten like, men vi vet at de ikke er det. Vi har fortsatt mange spørsmål om hvorfor Jorden ble beboelig og Venus ikke. Hvis vi kan finne og studere lignende eksempler rundt andre stjerner, som L 98-59, kan vi potensielt låse opp noen av disse hemmelighetene. ”
Heldigvis vil TESS ha sjansen til å observere systemet mange flere ganger før slutten av måneden. For tiden overvåker TESS 24 x 96-graders regioner på den sørlige himmelen (aka. Sektorer) i 27 dager om gangen. Når det første observasjonsåret er avsluttet i juli, vil L 98-59-systemet ha dukket opp i syv av de 13 sektorene som utgjør den sørlige himmelen.
Håpet er at dette vil gi astronomer tid til å avgrense det de vet om disse tre bekreftede planetene, og kanskje å finne flere verdener i det systemet. Gitt at alle tre går i bane med stjernens ”Venus-sone”, vil alt som kretser utover sannsynligvis være i dens beboelige sone.
Disse observasjonene vil også strekke seg langt mot å etablere en katalog med steinete planeter rundt, lyse stjerner i nærheten. Når James Webb Space Telescope (JWST) tar plass til verdensrommet i 2021, vil det bruke sine avanserte infrarøde bildebehandlingsfunksjoner for å samle informasjon om disse planetenees atmosfære og prege dem.
Siden fire av TRAPPIST-1-verdenene går i bane i stjernens HZ, blir de ansett som hovedkandidater. Kostovs team antyder at L 98-59-planetene også er det. Denne kombinerte innsatsen vil effektivt bringe oss et skritt nærmere å avgjøre om det er noen beboelige planeter i vårt kosmiske nabolag.
