Fra 1. marts 2018, 3.741 exoplaneter er blevet bekræftet i 2.794 systemer, hvor 622 systemer har mere end en planet. Det meste af æren for disse opdagelser går til Kepler-rumteleskopet, der har opdaget ca. 3500 planeter og 4500 planetkandidater. I kølvandet på alle disse opdagelser er fokus skiftet fra ren opdagelse til forskning og karakterisering.
I denne henseende er planeter, der er påvist ved hjælp af transitmetoden, især værdifulde, da de giver mulighed for undersøgelse af disse planeter i detaljer. For eksempel opdagede et team af astronomer for nylig tre Super-Earths, der kredsede om en stjerne kendt GJ 9827, som ligger kun 100 lysår (30 parsecs) fra Jorden. Stjernens nærhed, og det faktum, at den kredses af flere Super-Earths, gør dette system ideelt til detaljerede exoplanetundersøgelser.
Undersøgelsen med titlen "Et system med tre superjordarter, der passerer den sene K-dværg GJ 9827 ved tredive Parsecs", blev for nylig vist online. Undersøgelsen blev ledet af Joseph E. Rodriguez fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og omfattede medlemmer fra University of Texas ved Austin, Columbia University, Massachusetts Institute of Technology og NASA Exoplanet Science Institute.
Som med alle Kepler-opdagelser blev disse planeter opdaget ved hjælp af transitmetoden (alias Transit Photometry), hvor stjerner overvåges for periodiske lysdip. Disse dips er resultatet af eksoplaneter, der passerer foran stjernen (dvs. transiterer) i forhold til observatøren. Selvom denne metode er ideel til at placere begrænsninger på en planets størrelse og orbitalperioder, kan den også give mulighed for karakterisering af exoplanet.
Grundlæggende er videnskabsmænd i stand til at lære ting om deres atmosfærer ved at måle spektre produceret af stjernens lys, når det passerer gennem planetens atmosfære. Kombineret med radialhastighedsmålinger af stjernen kan forskere også placere begrænsninger på planetens masse og radius og kan bestemme ting omkring planetens indre struktur.
Af hensyn til deres undersøgelse analyserede teamet data indhentet af K2 mission, der viste tilstedeværelsen af tre Super-Earths omkring stjernen GJ 9827 (GJ 9827 b, c og d). Siden de oprindeligt indsendte deres forskningsdokument tilbage i september 2017, er tilstedeværelsen af disse planeter bekræftet af et andet team af astronomer. Som Dr. Rodriguez fortalte Space Magazine via e-mail:
”Vi opdagede tre superjordiske planeter, der kredsede i en meget kompakt konfiguration. Specifikt har de tre planeter radier på 1,6, 1,2 og 2,1 gange Jordens radius og alle kredser om deres værtstjerne inden for 6,2 dage. Vi bemærker, at dette system uafhængigt blev opdaget (samtidig) af et andet team fra Wesleyan University (Niraula et al. 2017). ”
Disse tre exoplaneter er især interessante, fordi den største af de to har radier, der placerer dem i området mellem at være stenede eller gasformige. Få sådanne exoplaneter er hidtil blevet opdaget, hvilket gør disse tre til et primært mål for forskning. Rodriguez forklarede:
“Planeter i super jordstørrelse er den mest almindelige planet, vi kender til, men vi har ikke en i vores eget solsystem, hvilket begrænser vores evne til at forstå dem. De er især vigtige, fordi deres radier spænder over overgangen mellem sten og gas (som jeg diskuterer nedenfor i et af de andre svar). I hovedsagen er planeter, der er større end 1,6 gange Jordens radius, mindre tætte og har tykke brint / helium-atmosfærer, mens planeter, der er mindre, er meget tætte med ringe til ingen atmosfære. ”
En anden interessant ting ved disse super-Earths er, hvordan deres korte orbitalperioder - som er henholdsvis 1,2, 3,6 og 6,2 dage - ville resultere i ret varme temperaturer. Kort sagt estimerer teamet, at de tre superjordarter oplever overfladetemperaturer på 1172 K (899 ° C; 1650 ° F), 811 K (538 ° C; 1000 ° F) og 680 K (407 ° C; 764 °) F).
Til sammenligning oplever Venus - den varmeste planet i solsystemet - overfladetemperaturer på 735 K (462 ° C; 863 ° F). Så mens temperaturerne på Venus er varme nok til at smelte bly, er forholdene på GJ 9827 b næsten varme nok til at smelte bronze.
Den mest betydningsfulde ting ved denne opdagelse er imidlertid de muligheder, den kan give til exoplanet-karakterisering. På kun 100 lysår fra Jorden vil det være relativt let for den næste generations teleskoper (såsom James Webb-rumteleskopet) at gennemføre undersøgelser af deres atmosfærer og give et mere detaljeret billede af dette planetsystem.
Derudover er disse tre mærkelige planeter alle i det samme system, hvilket gør gennemførelse af observationskampagner så meget lettere. Som Rodriguez konkluderede:
”GJ 9827-systemet er unikt, fordi en planet er mindre end denne udskæring, en planet er større, og den tredje planet har en radius på ~ 1,6 gange Jordens radius, lige på denne grænse. Så i et system har vi planeter, der spænder over denne sten til gas-overgang. Dette er vigtigt, fordi vi kan studere atmosfæren på disse planeter, se efter forskelle i sammensætningen af deres atmosfærer og begynde at forstå, hvorfor denne overgang sker 1,6 gange Jordens radius. Da alle tre planeter kredser om den samme stjerne, holdes virkningen af værtsstjernen konstant i dette "eksperiment". Derfor, hvis disse tre planeter i GJ 9827 i stedet kredsede om tre separate stjerner, ville vi være nødt til at bekymre os om, hvordan værtstjernen påvirker eller påvirker planetens atmosfære. I GJ 9827-systemet behøver vi ikke bekymre os om dette, da de kredser om den samme stjerne. ”
