Voor een groot deel dank aan de Kepler Space TelescopeHet aantal bevestigde exoplaneten is exponentieel gegroeid in de afgelopen tien jaar. En met de next-generation missies zoals de Doorgaande Exoplanet Survey Satellite te veel van hen nieuwe en spannende degenen - (TESS) reeds in een baan, meer kandidaten en bevestigde planeten worden ontdekt de hele tijd!
In feite is een van TESS’meest recente ontdekkingen is voorzien van een drie-planeet systeem dat banen een ster (L 98-59) zich op ongeveer 35 lichtjaar van de aarde. Een van de planeten, bekend als L 98-59b, ligt tussen de afmetingen van de aarde en Mars, waardoor het in feite de kleinste exoplaneet is die TESS tot nu toe heeft ontdekt. De ontdekking wijst ook op de verfijning van TESS en verdubbelt het aantal kleine exoplaneten die het waard zijn follow-up studies worden beschouwd.
Het artikel dat de ontdekking beschrijft, verscheen in het meest recente nummer van The Astrophysical Journal. Het internationale team achter de ontdekking bestond uit meerdere NASA-wetenschappers en onderzoekers van het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, het Kavli Institute for Astrophysics and Space Research en meerdere universiteiten en observatoria van over de hele wereld.
Veselin Kostov, astrofysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center en het SETI Institute, was de hoofdauteur van het ontdekkingspapier. Zoals hij verklaarde in een recente NASA persbericht:
“De ontdekking is een grote technische en wetenschappelijke prestatie voor TESS. Voor de studie naar de atmosfeer van kleine planeten, moet je korte banen rond heldere sterren, maar zulke planeten zijn moeilijk op te sporen. Dit systeem heeft de potentie voor fascinerende toekomstige studies. ”
Zoals de naam al aangeeft, jaagt TESS op exoplaneten met behulp van de methode die bekend staat als Transit Photometry (ook bekend als de Transit-methode). Dit omvat het observeren van verre sterren voor plotselinge dalingen in verlichting, die indicaties zijn van een planeet die voor de ster passeert (d.w.z. transiterend) ten opzichte van de waarnemer. Door de omvang en frequentie van de dalingen te observeren, kunnen wetenschappers het bestaan van planeten bepalen, evenals hun omlooptijd en grootte.
Hoewel deze methode is op dit moment de meest effectieve manier van het opsporen en bevestigen van exoplaneten, goed voor 3087 van de meer dan 4000 die tot nu toe zijn ontdekt. Het is echter niet erg effectief als het gaat om het spotten van kleinere, rotsachtige planeten zoals de aarde. Het feit dat TESS niet één, maar drie rotsachtige planeten in een baan rond L 98-59 kon vinden, is een bewijs van de gevoeligheid en het vermogen van zijn instrumenten.
Deze planeten (die worden aangeduid als L 98-59b, c en d) zijn ongeveer 0,8, 1,4 en 1,6 keer zo groot als de aarde en draaien zeer snel om hun ster met een periode van respectievelijk 2,25, 3,7 en 7,45 dagen. Zoals Jonathan Brande, een co-auteur en astrofysicus bij NASA Goddard en de Universiteit van Maryland, verklaarde:
“Als je meer dan één planeet die in een systeem, kunnen ze de zwaartekracht interactie met elkaar. TESS zal L 98-59 in voldoende sectoren waarnemen om planeten met een baan rond 100 dagen te kunnen detecteren. Maar als we echt geluk hebt, kunnen we de zwaartekracht effecten van onontdekte planeten op degene die we momenteel kennen zien.”
Terwijl L 98-59b is een nieuw record voor TESS, ongeveer 10% kleiner dan de vorige recordhouder ontdekt, het is niet de kleinste exoplaneet tot nu toe ontdekt. Dat record gaat naar Kepler-37b, een rotsachtige exoplaneet op ongeveer 210 lichtjaar van de aarde, die slechts ongeveer een derde van de grootte van de aarde is en 20% groter dan de maan.
Echter, de ontdekking van L 98-59b maakte nog indrukwekkender als je bedenkt het feit dat het draait om een M-type (rode dwerg) ster die is ongeveer een derde van de grootte en de massa van onze Zon Deze ster is aanzienlijk minder helder dan Kepler-37, wat een G-type (gele dwerg) ster is - vergelijkbaar met onze zon - ook al is L 98-59 bijzonder helder als rode dwerg gaat.
In combinatie met het feit dat het relatief dicht bij ons zonnestelsel ligt, maakt de ontdekking van een systeem met drie planeten rond L 98-59 het een aantrekkelijke kandidaat voor vervolgwaarnemingen. M-type sterren zijn het meest voorkomende type in het heelal en vertegenwoordigen alleen al driekwart van de sterren in de Melkweg.
Recent onderzoek heeft ook geconstateerd dat zij de meest waarschijnlijke plaats kan zijn om rotsachtige planeten vinden dat een baan binnen de bewoonbare zone van de ster. Vanwege dit, wetenschappers staan te popelen om meer te leren over de planetaire systemen die vorm rond dit soort sterren. Deze omvatten al dan niet rotsachtige planeten die baan rode dwergen in staat zijn om hun atmosfeer te behouden, gezien de hoeveelheid straling die ze zouden worden onderworpen aan zou zijn.
Helaas draaien geen van deze planeten in de bewoonbare zone van de L 98-59. In feite ontvangt L 98-59b op zijn afstand van de moederster maar liefst tweeëntwintig keer de hoeveelheid stralingsenergie die de aarde van de zon krijgt. Ondertussen ontvangen L 98-59c en d ongeveer elf en vier keer zoveel straling als de aarde, respectievelijk.
Deze bezetten echter allemaal de "Venus-zone", het bereik van afstanden waar een planeet met een aardachtige atmosfeer een op hol geslagen broeikaseffect zou kunnen ervaren, waardoor het zou worden omgezet in een Venus-achtige atmosfeer. Op basis van de grootte, kan L 98-59d ofwel een Venus-achtige wereld of een mini-Neptunus - die een rotsachtige kern omgeven door een dicht gasachtige envelop.
Hoe dan ook, er is nog steeds een kans dat deze planeten mogelijk bewoonbaar zijn en lopend onderzoek zal vitale vragen beantwoorden over deze en andere rotsachtige werelden die in de buurt van rode dwergen cirkelen - zoals Proxima b en t
“Als we de Zon van L 98-59 bekeken, doorvoer door de Aarde en Venus zou ons te denken dat de planeten zijn vrijwel identiek, maar we weten dat ze niet. We hebben nog steeds veel vragen over waarom de aarde bewoonbaar werd en Venus niet. Als we kunnen vinden en bestuderen gelijkaardige voorbeelden rond andere sterren, zoals L 98-59, kunnen we in potentie ontsluiten sommige van die geheimen.”
Gelukkig zal TESS de kans om het systeem vele malen meer in acht voor het einde van de maand. Op dit moment bewaakt TESS 24 dagen lang 96 gebieden van 96 graden aan de zuidelijke hemel (ook bekend als sectoren). Toen het eerste jaar van waarnemingen worden afgerond in juli, zal de L 98-59 systeem zijn verschenen in zeven van de 13 sectoren die deel uitmaken van de zuidelijke hemel.
We hopen dat dit astronomen de tijd zal geven om te verfijnen wat ze weten over deze drie bevestigde planeten, en misschien om meer werelden in dat systeem te vinden. Aangezien alle drie de banen met de "Venus-zone" van de ster ronddraaien, zou alles dat daarbuiten draait waarschijnlijk in zijn bewoonbare zone zijn.
Deze waarnemingen zullen ook een grote bijdrage leveren aan het opstellen van een catalogus van rotsachtige planeten rond nabije, heldere sterren. Wanneer de James Webb Space Telescope (JWST) nodig is om de ruimte in 2021, zal het gebruik van de geavanceerde infrarood-imaging-mogelijkheden om informatie over de sfeer van deze planeten te verzamelen en te karakteriseren hen.
Sinds vier van de TRAPPIST-1 werelden baan binnen HZ hun ster, worden ze beschouwd als voornaamste kandidaten zijn. Kostov's team suggereert dat de L 98-59 planeten zijn ook. Deze gecombineerde inspanningen zullen ons effectief een stap dichterbij brengen om te bepalen of er bewoonbare planeten zijn in onze kosmische buurt.
