To super-jordarter omkring stjernen K2-18

Ny forskning ved hjælp af data indsamlet af European Southern Observatory (ESO) har afsløret, at en lidt kendt eksoplanet kaldet K2-18b godt kunne være en opskaleret version af Jorden.

Lige så spændende, de samme forskere opdagede også for første gang, at planeten har en nabo.

"At kunne måle massen og densiteten af ​​K2-18b var enorm, men at opdage en ny eksoplanet var heldig og lige så spændende, "siger hovedforfatter Ryan Cloutier, en ph.d. -studerende i U i T Scarboroughs Center for Planet Science, U af T's afdeling for astronomi og astrofysik, og Université de Montréal Institute for research on exoplanets (iREx).

Begge planeter kredser om K2-18, en røddværgstjerne placeret omkring 111 lysår væk i stjernebilledet Leo. Da planeten K2-18b først blev opdaget i 2015, det viste sig at kredser inden for stjernens beboelige zone, gør det til en ideel kandidat at have flydende overfladevand, et centralt element i at rumme betingelser for livet, som vi kender det.

Det datasæt, forskerne brugte, stammede fra High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) ved hjælp af ESOs 3,6 m teleskop ved La Silla Observatory, i Chile. HARPS giver mulighed for målinger af stjerners radiale hastigheder, som er påvirket af tilstedeværelsen af ​​planeter, skal tages med den højest tilgængelige nøjagtighed. Derfor, dette instrument giver mulighed for påvisning af meget små planeter omkring dem.

For at finde ud af, om K2-18b var en opskaleret version af Jorden (mest rock), eller en nedskaleret version af Neptun (for det meste gas), forskere skulle først finde ud af planetens masse, ved hjælp af målinger af radial hastighed taget med HARPS.

"Hvis du kan få massen og radius, du kan måle planetens massefylde, og det kan fortælle dig, hvad størstedelen af ​​planeten er lavet af, "siger Cloutier.

Efter at have brugt en machine-learning-tilgang til at regne ud massemåling, Cloutier og hans team var i stand til at bestemme, at planeten enten er en for det meste stenet planet med en lille luftformig atmosfære - som Jorden, men større - eller en for det meste vandplanet med et tykt lag is ovenpå.

"Med de aktuelle data, vi kan ikke skelne mellem de to muligheder, "siger han." Men med James Webb -rumteleskopet (JWST) kan vi undersøge atmosfæren og se, om den har en omfattende atmosfære, eller om det er en planet dækket af vand. "

JWST, der lanceres i 2019, vil være med til at indsamle en række data til undersøgelse af solsystemet, tidlige univers og eksoplaneter.

"Der er stor efterspørgsel efter at bruge dette teleskop, så du skal være omhyggelig med at vælge, hvilke exoplaneter du skal se på, "siger René Doyon, en medforfatter på papiret, der også er hovedforsker for NIRISS, det canadiske rumfartsagenturs instrument ombord på JWST.

"K2-18b er nu et af de bedste mål for atmosfærisk undersøgelse, det kommer til at være øverst på listen. "

Det var, mens han kiggede gennem dataene fra K2-18b, at Cloutier lagde mærke til noget usædvanligt. Ud over et signal, der forekommer hver 39. dag fra rotation af K2-18, og en finder sted hver 33 dage fra kredsløbet for K2-18b, han bemærkede et andet signal, der forekommer hver ni dage.

"Da vi først smed dataene på bordet, forsøgte vi at finde ud af, hvad det var. Du skal sikre, at signalet ikke kun er støj, og du skal foretage en grundig analyse for at verificere det, men da det første signal var en god indikation, var der en anden planet, "Siger Cloutier.

Cloutier samarbejdede med et internationalt team af forskere fra Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, instituttet for forskning om eksoplaneter (iREx), Université de Grenoble, U af T Scarborough, og Universidade do Porto.

Mens den nybeskrevne planet K2-18c er tættere på sin stjerne, og sandsynligvis for varmt til at være i den beboelige zone, ligesom K2-18b ser det også ud til at være en Super-Jord, hvilket betyder, at den har en masse, der ligner Jorden. Cloutier, der havde sat sig det mål at opdage en ny eksoplanet inden for sin ph.d. anser sig selv for meget heldig at have opdaget det i dette datasæt.

"Det var ikke et eureka -øjeblik, fordi vi stadig skulle gennemgå en tjekliste over ting, vi skulle gøre for at verificere dataene. Når alle boksene var markeret, sank det i det, wow, dette er faktisk en planet. "