Internationale planetjægere løfter sløret for et massivt katalog over mærkelige verdener

Mens tusindvis af planeter er blevet opdaget omkring andre stjerner, ved man relativt lidt om dem. Et NASA-katalog med 126 eksotiske, nyopdagede verdener inkluderer detaljerede målinger, der giver mulighed for sammenligninger med vores eget solsystem.

Kataloget beskriver en fascinerende blanding af planettyper ud over vores solsystem, fra sjældne verdener med ekstreme miljøer til dem, der muligvis kunne understøtte liv.

Planeterne blev analyseret af et stort, internationalt hold af forskere ved hjælp af NASAs Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) i samarbejde med W.M. Keck Observatory på Maunakea, Hawai'i. De er beskrevet i dagens udgave af The Astrophysical Journal Supplement Series .

"Relativt få af de tidligere kendte exoplaneter har en måling af både massen og radius. Kombinationen af ​​disse målinger fortæller os, hvad planeterne kunne være lavet af, og hvordan de er dannet," siger Stephen Kane, astrofysiker ved UC Riverside og hovedforsker i TESS-Keck-undersøgelsen.

"Med denne information kan vi begynde at besvare spørgsmål om, hvor vores solsystem passer ind i andre planetsystemers store billedtæppe," sagde Kane.

Forskerholdet brugte tre år på at udvikle kataloget. De analyserede mere end 13.000 målinger af radial hastighed (RV) for at beregne masserne af 120 bekræftede planeter plus seks kandidatplaneter spredt ud over den nordlige himmel.

Selvom planeterne selv ikke er synlige, har de en synlig effekt. Mens de kredser, trækker planeterne i deres værtsstjerner, hvilket får dem til at "svingle". Når stjernen bevæger sig mod et teleskop, bliver dens synlige lys lidt blåere; når det bevæger sig væk fra os, skifter lyset lidt rødere.

Det ligner meget, hvordan lyd opfører sig. På grund af Doppler-effekten bliver en brandbils sirene højere, når den kører tættere på, og den lyder lavere, når den kører længere væk.

"Disse RV-målinger lader astronomer opdage og lære egenskaberne af disse exoplanetariske systemer. Når vi ser en stjerne, der regelmæssigt slingrer frem og tilbage, kan vi udlede tilstedeværelsen af ​​en planet i kredsløb og måle planetens masse," siger Ian Crossfield, University of Kansas astrofysiker og katalogmedforfatter.

Flere planeter i TESS-Keck-undersøgelsen skiller sig ud som prøvesten til at uddybe astronomernes forståelse af de forskellige måder, planeter dannes og udvikler sig på.

En relateret undersøgelsesartikel offentliggjort i The Astronomical Journal og forfattet af UCR-studerende Michelle Hill annoncerer opdagelsen af ​​to nye planeter, der kredser om en stjerne som vores sol. Den første er en "sub-Saturn" planet med en masse og radius, der er mellem Neptuns og Saturns.

"Der er en løbende debat om, hvorvidt planeter under Saturn virkelig er sjældne, eller om vi bare er dårlige til at finde planeter som disse," sagde Hill. "Så denne planet, TOI-1386 b, er en vigtig tilføjelse til denne demografiske af planeter."

TOI-1386 b tager kun 26 dage at kredse om sin stjerne. I mellemtiden tager dens nabo, en planet med en masse tæt på Saturns, 227 dage om at kredse om den samme stjerne.

Endnu et spørgeskema, forfattet af UCR-kandidatstuderende Daria Pidhorodetska og tilgængeligt på arXiv preprint-server, beskriver en planet, der er omkring halvdelen af ​​Neptuns størrelse, og som tager kun 19 dage at kredse om sin stjerne, som er meget som vores sol.

"Planeter, der er mindre end Neptun, men større end Jorden, er de mest udbredte verdener i vores galakse, men alligevel er de fraværende fra vores eget solsystem. Hver gang en ny opdages, bliver vi mindet om, hvor forskelligt vores univers er, og at vores eksistens i kosmos kan være mere unik, end vi kan forstå," sagde Pidhorodetska.

Der er mange stjerner, der ikke ligner vores sol. Hvis videnskabsmænd vil foretage passende sammenligninger mellem vores verden og andre, skal de finde stjerner af samme alder, størrelse og masse. "Så kan vi sammenligne æbler til æbler," sagde Kane. "Det er den spændende del af papirerne produceret af Michelle og Daria, fordi de giver mulighed for dette."

Planeter med endnu mere ekstreme, ultrakorte kredsløb omkring stjerner i modsætning til vores sol er også detaljeret i kataloget. Den ene er så tæt på sin orange dværgstjerne, at den fuldfører sin bane på mindre end 12 timer.

"TOI-1798 c kredser så hurtigt om sin stjerne, at et år på denne planet varer mindre end et halvt døgn på Jorden. På grund af deres nærhed til deres værtsstjerner er planeter som denne også ultravarme - de modtager mere end 3.000 gange strålingen at Jorden modtager fra solen," sagde Alex Polanski, University of Kansas, kandidatstuderende i fysik og astronomi og hovedforfatter af katalogpapiret.

"At eksistere i dette ekstreme miljø betyder, at denne planet sandsynligvis har mistet enhver atmosfære, som den oprindeligt dannede," sagde Polanski.

I sidste ende repræsenterer dette nye katalog et stort bidrag både til NASAs TESS-mission og til at besvare spørgsmålet om, hvorvidt andre planeter er i stand til at være vært for liv, som vi kender det.

"Er vi usædvanlige? Juryen er stadig ude på det, men vores nye massekatalog repræsenterer et stort skridt i retning af at besvare det spørgsmål," sagde Kane.