Ny styrofoam-planet giver værktøjer til at søge efter beboelige planeter

Femteklasseelever, der laver modeller af styrofoam-solsystem, kan have den rigtige idé. Forskere ved Lehigh University har opdaget en ny planet, der kredser om en stjerne 320 lysår fra Jorden, og som har samme tæthed som styrofoam. Denne "hævede planet" uden for vores solsystem kan rumme muligheder for at teste atmosfærer, som vil være nyttige, når man vurderer fremtidige planeter for tegn på liv.

"Den er meget oppustet, så selvom den kun er en femtedel så massiv som Jupiter, den er næsten 40 procent større, gør det omtrent lige så tæt som styropor, med en usædvanlig stor atmosfære, " sagde Joshua Pepper, astronom og assisterende professor i fysik ved Lehigh University, som ledede undersøgelsen i samarbejde med forskere fra Vanderbilt University og Ohio State University, sammen med forskere ved universiteter og observatorier og amatørastronomer rundt om i verden.

Forskningen, "KELT-11b:En meget oppustet Sub-Saturn Exoplanet, der passerer V+8 Subgiant HD 93396, " er offentliggjort online i Det astronomiske tidsskrift .

Planetens værtsstjerne er ekstremt lysstærk, tillader præcis måling af planetens atmosfæreegenskaber og gør den til "et fremragende testbed til at måle atmosfæren på andre planeter, " sagde Pepper. Sådanne observationer hjælper astronomer med at udvikle værktøjer til at se typerne af gasser i atmosfæren, hvilket vil være nødvendigt i de næste 10 år, når de anvender lignende teknikker på jordlignende exoplaneter med næste generations teleskoper, der nu er under konstruktion.

Planeten, kaldet KELT-11b, er en ekstrem version af en gasplanet, som Jupiter eller Saturn, men kredser meget tæt på sin værtsstjerne i et kredsløb, der varer mindre end fem dage. Stjernen, KELT-11, er begyndt at opbruge sit atombrændsel og er ved at udvikle sig til en rød kæmpe, så planeten vil blive opslugt af sin stjerne og ikke overleve de næste hundrede millioner år.

KELT (Kilodegree Extremely Little Telescope) undersøgelsen bruger to små robotteleskoper, den ene i Arizona og den anden i Sydafrika. Teleskoperne scanner himlen nat efter nat, måler lysstyrken af ​​omkring fem millioner stjerner. Forskere søger efter stjerner, der ser ud til at dæmpe lidt med jævne mellemrum, hvilket kan indikere, at en planet kredser om den stjerne og formørker den. Forskere bruger derefter andre teleskoper til at måle stjernens tyngdekrafts "slingre" - det lille træk en planet udøver på stjernen, mens den kredser - for at verificere, at dæmpningen, kaldet en "transit, " skyldes en planet og at måle planetens masse.

Forskere og borgere søger Sky

Pepper byggede de to teleskoper, der blev brugt i KELT-undersøgelsen, som han driver sammen med forskere ved Vanderbilt University, Ohio State University, Fisk University og South African Astronomical Observatory. Blandt de mere end 30 bidragydere til forskningen er partnere ved NASA, Harvard Universitet, University of Pennsylvania, Princeton University og University of California i Berkeley. Lehigh University fysikstuderende Jonathan Labadie-Bartz er medlem af KELT-teamet og medforfatter på papiret. Omkring 40 "borgerforskere" i 10 lande fordelt på fire kontinenter har også bidraget til KELT-projektet, og flere har bidraget direkte til opdagelsen af ​​KELT-11b og er medforfattere på papiret.

Mens adskillige projekter med små robotteleskoper har fundet hundredvis af planeter, der kredser om andre stjerner - og rumteleskoper som NASA Kepler-missionen har opdaget tusindvis - kredser de fleste af disse planeter om svage stjerner, gør det svært at måle planeternes egenskaber præcist.

"KELT-projektet er specifikt designet til at opdage nogle få videnskabeligt værdifulde planeter, der kredser om meget klare stjerner, og KELT-11b er et godt eksempel på det, " sagde Pepper. Stjernen, KELT-11, er den lyseste på den sydlige halvkugle, der vides at være vært for en transitplanet med mere end en størrelsesorden, og den sjette lyseste transitvært, der er opdaget til dato. Planeter opdaget af KELT-undersøgelsen vil blive observeret i detaljer af store rumteleskoper som Hubble og Spitzer og James Webb Space Telescope, planlagt til lancering i 2018, at forstå, hvordan planeter dannes og udvikler sig, og hvordan deres atmosfærer opfører sig, sagde Pepper.

KELT-forskerne satte sig for at opdage gasgigantiske planeter, der kredser om lyse stjerner, men forventede ikke at finde planeter med så lav masse og store størrelser. Beliggende på den sydlige himmel, den "ekstraordinært oppustede" KELT-11b er den tredje-laveste tæthedsplanet med en præcist målt masse og radius, der er blevet opdaget. "Vi var meget overraskede over denne planets forbløffende lave tæthed, " sagde Pepper. "Den er ekstremt stor for sin masse. Den har en femtedel af Jupiters masse, men den er pustet op i denne virkelig undertætte planet."

Selvom forskere diskuterer årsagen til KELT-11b's inflation, yderligere undersøgelse af planeten kunne give yderligere oplysninger om mekanismen, der forårsager oppustede planeter, sagde Pepper. Planetens store atmosfære giver også gode muligheder for at udvikle teknikker, der er nødvendige for at identificere kemikalier i planeters atmosfærer for at vurdere beboelighed eller produkter af liv i andre planeters atmosfære.

"Vi kender ikke til nogen rigtige jordlignende planeter eller stjerner, som vi kan måle deres atmosfærer for, selvom vi forventer at opdage mere i de kommende år, " sagde Pepper. "Disse (gigantiske gas) planeter er guldstandarderne eller testbeds for at lære at måle atmosfæren på planeter."

Forskningen blev støttet af National Science Foundation, NASA og en række universiteter og fonde.