Nye observationer viser, at en stenet exoplanet kun har halvdelen af ​​Venus' masse

Et hold af astronomer har brugt European Southern Observatory's Very Large Telescope (ESO's VLT) i Chile til at kaste nyt lys på planeter omkring en nærliggende stjerne, L 98-59, der ligner dem i det indre solsystem. Blandt resultaterne er en planet med halvdelen af ​​Venus' masse - den letteste exoplanet, der nogensinde er blevet målt ved hjælp af radialhastighedsteknikken - en havverden, og en mulig planet i den beboelige zone.

"Planeten i den beboelige zone kan have en atmosfære, der kunne beskytte og understøtte liv, " siger María Rosa Zapatero Osorio, en astronom ved Center for Astrobiologi i Madrid, Spanien, og en af ​​forfatterne til undersøgelsen offentliggjort i dag i Astronomi og astrofysik .

Resultaterne er et vigtigt skridt i søgen efter at finde liv på planeter på størrelse med Jorden uden for solsystemet. Påvisningen af ​​biosignaturer på en exoplanet afhænger af evnen til at studere dens atmosfære, men de nuværende teleskoper er ikke store nok til at opnå den nødvendige opløsning til at gøre dette for små, klippeplaneter. Det nyligt studerede planetsystem, kaldet L 98-59 efter sin stjerne, er et attraktivt mål for fremtidige observationer af exoplanetatmosfærer. Den kredser om en stjerne kun 35 lysår væk og har nu vist sig at være vært for klippeplaneter, som Jorden eller Venus, som er tæt nok på stjernen til at være varme.

Med bidraget fra ESO's VLT, holdet var i stand til at udlede, at tre af planeterne kan indeholde vand i deres indre eller atmosfærer. De to planeter tættest på stjernen i L 98-59 systemet er sandsynligvis tørre, men kan have små mængder vand, mens op til 30 % af den tredje planets masse kunne være vand, gør det til en havverden.

Desuden, holdet fandt "skjulte" exoplaneter, som ikke tidligere var blevet set i dette planetsystem. De opdagede en fjerde planet og formoder, at der er en femte, i en zone i den rigtige afstand fra stjernen til, at flydende vand kan eksistere på dens overflade. "Vi har antydninger af tilstedeværelsen af ​​en jordisk planet i den beboelige zone af dette system, " forklarer Olivier Demangeon, en forsker ved Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universitetet i Porto i Portugal og hovedforfatter af den nye undersøgelse.

Undersøgelsen repræsenterer et teknisk gennembrud, som astronomer var i stand til at bestemme, ved hjælp af radialhastighedsmetoden, at den inderste planet i systemet kun har halvdelen af ​​Venus' masse. Dette gør den til den letteste exoplanet, der nogensinde er målt ved hjælp af denne teknik, som beregner stjernens slingre forårsaget af den lille tyngdekraftstrækning fra dens kredsende planeter.

Holdet brugte Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) instrumentet på ESO's VLT til at studere L 98-59. "Uden præcisionen og stabiliteten leveret af ESPRESSO ville denne måling ikke have været mulig, " siger Zapatero Osorio. "Dette er et skridt fremad i vores evne til at måle masserne af de mindste planeter ud over Solsystemet."

Astronomerne så først tre af L 98-59's planeter i 2019, ved hjælp af NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Denne satellit er afhængig af en teknik kaldet transitmetoden - hvor faldet i lyset, der kommer fra stjernen forårsaget af en planet, der passerer foran den, bruges til at udlede planetens egenskaber - til at finde planeterne og måle deres størrelser. Imidlertid, det var kun med tilføjelse af radiale hastighedsmålinger lavet med ESPRESSO og dens forgænger, High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) ved ESO La Silla 3,6-meter teleskopet, at Demangeon og hans team var i stand til at finde ekstra planeter og måle masserne og radierne af de tre første. "Hvis vi vil vide, hvad en planet er lavet af, det minimum, vi har brug for, er dens masse og dens radius, " forklarer Demangeon.

Holdet håber at fortsætte med at studere systemet med det kommende NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST), mens ESO's Extremely Large Telescope (ELT), under opførelse i den chilenske Atacama-ørken og skal starte observationer i 2027, vil også være ideel til at studere disse planeter. "HIRES-instrumentet på ELT kan have magten til at studere atmosfæren på nogle af planeterne i L 98-59-systemet, dermed komplementerer JWST fra jorden, " siger Zapatero Osorio.

"Dette system annoncerer, hvad der skal komme, " tilføjer Demangeon. "Vi, som samfund, har jagtet jordiske planeter siden astronomiens fødsel, og nu kommer vi endelig tættere og tættere på opdagelsen af ​​en terrestrisk planet i dens beboelige zone af dens stjerne, hvoraf vi kunne studere atmosfæren."

Denne forskning blev præsenteret i et papir med titlen "Varm terrestrisk planet med halvdelen af ​​Venus' masse, der passerer en nærliggende stjerne" for at blive vist i Astronomi og astrofysik .