Genom att analysera siluetten av en exoplanet som passerar framför sin moderstjärna cirka 420 ljusår från jorden, har ett team av astrofysiker upptäckt en exoplanet som bara kan visa sig vara Saturnus kosmiska dubbelgångare.
Biträdande professor i fysik och astronomi vid Rochester University Eric Mamajek och doktorand Mark Pecaut studerade data från det internationella projektet SuperWASP (Wide Angle Search for Planets) och All Sky Automated Survey (ASAS).
En konstnärs intryck av en brun dvärg omgiven av ett moln av proto-planetdamm. Bildkredit: JPL
De tittade på stjärnans ljusmönster; periodisk nedbländning är ett tecken på att en planet passerar framför den. En sfärisk planet kommer att dämpa en stjärnas ljus regelbundet. Sett från jorden kommer stjärnans ljus att dämpas när planeten börjar korsa den och blir mörkare tills den når en punkt med maximal mörkhet – punkten när planeten är direkt mellan jorden och stjärnan. Då blir ljuset starkare i samma takt som det tidigare dämpades.
Men i december 2010 märkte de något konstigt. När de analyserade data som samlats in under en 54-dagarsperiod i början av 2007, dämpades stjärnan 1SWASP J140747.93-394542.6 oregelbundet. Objektet som passerade framför det kunde inte vara en sfärisk planet, så vad var det?
Objektet hade en elliptisk siluett, det blockerade stjärnans ljus i ett intermittent och oregelbundet mönster och skymmer en betydande del av stjärnans ljus. Vid ett tillfälle i passet var 95 procent av stjärnans ljus skymd, troligen av damm.
'När jag först såg ljuskurvan visste jag att vi hade hittat ett väldigt konstigt och unikt föremål,' sa Mamajek. 'Efter att vi uteslutit att förmörkelsen berodde på en sfärisk stjärna eller en cirkumstellär skiva som passerade framför stjärnan, insåg jag att den enda rimliga förklaringen var något slags dammringsystem som kretsade runt en mindre följeslagare - i princip en 'Saturnus på steroider.' '' Ringar var den troligaste boven till den oscillerande dunkeln i stjärnans ljus.
'Detta är första gången astronomer har upptäckt ett extrasolärt ringsystem som passerar en solliknande stjärna, och det första systemet av diskreta, tunna dammringar som upptäcks runt ett mycket lågmassaobjekt utanför vårt solsystem,' sa Mamajek. Men det finns fortfarande några stora frågor om vad som exakt har upptäckts.
En storleksjämförelse mellan solen, en stjärna med låg massa, en brun dvärg, Jupiter och jorden. Bildkredit: NASA
Det kan vara en stjärna med mycket låg massa, brun dvärg eller gasjätteplanet. Men det är fortfarande för tidigt att veta hur som helst. För att komma fram till något svar måste de bestämma föremålets massa.
En planet av den storleken kommer att utöva en gravitationskraft på sin stjärna på samma sätt som Jupiter drar i solen. Mängden vingling denna gravitationsinteraktion skapar kan avslöja föremålets massa och ge astronomer en ledtråd om vad det kan vara. Om den har en massa mellan 13 och 75 gånger Jupiters massa, kommer den sannolikt att vara en brun dvärg. Om den är mindre, kommer astronomer att veta att det sannolikt är en planet mer lik Saturnus.
Två av Saturnus herdemånar håller planetens F-ring i schack. Bildkredit: NASA/JPL
Själva föremålet är inte den enda intressanta delen av fyndet; Mamajek är särskilt intresserad av luckorna mellan de skenbara ringarna som optiskt liknar dem runt Saturnus. Luckor är vanligtvis tecken på föremål i ringarna med tillräckligt gravitationsinflytande för att forma dem, som Saturnus herdemånar.
Men även om ringarna visar sig vara ett moln av damm blir upptäckten inte mindre spännande. Om objektet visar sig vara en brun dvärg med ett moln av damm, tror Mamajek att det är troligt att hans team har observerat de sena stadierna av planetbildningen. Eller, om objektet är en stor planet, kan de observera bildningen av månar runt den jättelika planeten.
Oavsett vilket är det en fantastisk upptäckt. Lika coolt som att hitta Saturnus tvilling skulle det vara lika fascinerande att se månar bildas runt en annan planet. Teamets resultat kommer att publiceras i ett kommande nummer av Astronomical Journal.
Källa: University of Rochester .