Från och med 1 mars 2018 , 3 741 exoplaneter har bekräftats i 2 794 system, med 622 system som har mer än en planet. Det mesta av äran för dessa upptäckter går till Kepler rymdteleskop , som har upptäckt ungefär 3500 planeter och 4500 planetkandidater. I kölvattnet av alla dessa upptäckter har fokus flyttats från ren upptäckt till forskning och karaktärisering.
I detta avseende upptäckte planeter med hjälp av Transitmetod är särskilt värdefulla eftersom de gör det möjligt att studera dessa planeter i detalj. Till exempel ett team av astronomer nyligen upptäckt tre superjordar som kretsar kring en stjärna känd GJ 9827, som ligger bara 100 ljusår (30 parsecs) från jorden. Stjärnans närhet, och det faktum att den kretsar runt av flera superjordar, gör detta system idealiskt för detaljerade exoplanetstudier.
Studien, med titeln ' Ett system med tre superjordar som passerar den sena K-Dwarf GJ 9827 vid trettio parsecs ', dök nyligen upp på nätet. Studien leddes av Joseph E. Rodriguez från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics och inkluderade medlemmar från University of Texas i Austin, Columbia University Massachusetts Institute of Technology , och den NASA Exoplanet Science Institute .
Konstnärlig design av super-Earth GJ 625 b och dess stjärna, GJ625 (Gliese 625). Kredit: Gabriel Pérez/SMM (IAC)
Som med alla Kepler-upptäckter upptäcktes dessa planeter med hjälp av Transit Method (aka. Transit Photometry), där stjärnor övervakas för periodiska sänkningar av ljusstyrka. Dessa fall är resultatet av exoplaneter som passerar framför stjärnan (dvs. passerar) i förhållande till observatören. Även om denna metod är idealisk för att sätta begränsningar på storleken och omloppsperioderna för en planet, kan den också möjliggöra exoplanetkarakterisering.
I grund och botten kan forskare lära sig saker om deras atmosfärer genom att mäta spektra som produceras av stjärnans ljus när det passerar genom planetens atmosfär. I kombination med radiella hastighetsmätningar av stjärnan kan forskare också sätta begränsningar på planetens massa och radie och kan bestämma saker om planetens inre struktur.
För sin studies skull analyserade teamet data som erhållits avK2uppdrag, som visade närvaron av tre superjordar runt stjärnan GJ 9827 (GJ 9827 b, c och d). Sedan de ursprungligen lämnade in sin forskningsrapport tillbaka in september 2017 , närvaron av dessa planeter har bekräftats av ett annat team av astronomer. Som Dr Rodriguez sa till Universe Today via e-post:
'Vi upptäckte tre planeter av superjordstorlek som kretsade i en mycket kompakt konfiguration. Specifikt har de tre planeterna radier på 1,6, 1,2 och 2,1 gånger jordens radie och alla kretsar runt sin värdstjärna inom 6,2 dagar. Vi noterar att detta system upptäcktes oberoende (samtidigt) av ett annat team från Wesleyan University (Niraula et al. 2017).”
Superjordens exoplanet 55 Cancri e, avbildad med sin stjärna i den här konstnärens koncept, har sannolikt en atmosfär tjockare än jordens men med ingredienser som kan likna dem i jordens atmosfär. Kredit: NASA/JPL
Dessa tre exoplaneter är särskilt intressanta eftersom den största av de två har radier som placerar dem i intervallet mellan att vara steniga eller gasformiga. Få sådana exoplaneter har hittills upptäckts, vilket gör dessa tre till ett främsta mål för forskning. Som Dr Rodriguez förklarade:
'Superjordiska planeter är den vanligaste typen av planet vi känner till men vi har ingen i vårt eget solsystem, vilket begränsar vår förmåga att förstå dem. De är särskilt viktiga eftersom deras radier spänner över berget till gasövergången (som jag diskuterar nedan i ett av de andra svaren). Planeter som är större än 1,6 gånger jordens radie är mindre täta och har tjocka väte/heliumatmosfärer medan mindre planeter är mycket täta med liten eller ingen atmosfär.'
En annan intressant sak med dessa superjordar är hur deras korta omloppsperioder – som är 1,2, 3,6 respektive 6,2 dagar – skulle resultera i ganska varma temperaturer. Kort sagt uppskattar teamet att de tre superjordarna upplever yttemperaturer på 1172 K (899 °C; 1650 °F), 811 K (538 °C; 1000 °F) och 680 K (407 °C; 764 °F) F), respektive.
Som jämförelse, Venus – den hetaste planeten i solsystemet – upplever yttemperaturer på 735 K (462 °C; 863 °F). Så medan temperaturerna på Venus är tillräckligt höga för att smälta bly, är förhållandena på GJ 9827 b nästan tillräckligt varma för att smälta brons.
Ljuskurvan som erhölls under kampanj 12 av K2-uppdraget för GJ 9827-systemet. Kredit: Rodriguez et al., 2018.
Det viktigaste med denna upptäckt är dock de möjligheter den kan ge för exoplanetkarakterisering. På bara 100 ljusår från jorden kommer det att vara relativt enkelt för nästa generations teleskop (som t.ex. James Webb rymdteleskop ) för att genomföra studier av deras atmosfärer och ge en mer detaljerad bild av detta planetsystem.
Dessutom är dessa tre konstiga planeter alla i samma system, vilket gör det mycket lättare att genomföra observationskampanjer. Som Rodriguez avslutade:
'GJ 9827-systemet är unikt eftersom en planet är mindre än denna gräns, en planet är större och den tredje planeten har en radie på ~1,6 gånger jordens radie, precis vid den gränsen. Så i ett system har vi planeter som spänner över denna sten till gasövergång. Detta är viktigt eftersom vi kan studera atmosfären på dessa planeter, leta efter skillnader i sammansättningen av deras atmosfärer och börja förstå varför denna övergång sker med 1,6 gånger jordens radie. Eftersom alla tre planeterna kretsar kring samma stjärna hålls effekten av värdstjärnan konstant i detta 'experiment'. Därför, om dessa tre planeter i GJ 9827 istället kretsade runt tre separata stjärnor, skulle vi behöva oroa oss för hur värdstjärnan påverkar eller påverkar planetens atmosfär. I GJ 9827-systemet behöver vi inte oroa oss för detta eftersom de kretsar kring samma stjärna.'
