Hvis datasættet fra Kepler-missionen er nogen indikation, er den mest almindelige type exoplaneter i vores galakse ikke jordstørrede stenede verdener eller hot Jupiters. Faktisk er den mest almindelige type exoplanet ikke en, vi overhovedet ser i vores eget kvarter.
"Den mest bemærkelsesværdige opdagelse fra Kepler er måske planeten mellem Jordens størrelse og fire gange Jordens størrelse," sagde Geoff Marcy, professor i astronomi ved University of California, der talte på American Astronomical Society-mødet denne uge i Washington DC “Dette er et størrelsesområde, der dominerer planetbeholdningen fra Kepler, og det er et størrelsesområde, der ikke er repræsenteret i vores eget solsystem. Vi ved ikke med sikkerhed, hvad disse planeter er lavet af, og vi ved ikke, hvordan de dannes. ”
Disse "mini-Neptunes", som Marcy kaldte dem, repræsenterer en enorm prøve i Kepler-dataene; omkring 75% af de planeter, der findes af Kepler, varierer i størrelse mellem Jorden og Neptun, og i fire år siden Kepler-dataene har rullet ind har forskere forsøgt at forstå disse planeter.
”Der har været en enorm mængde målinger og kvantitativt arbejde fra NASA Ames Kepler-teamet,” sagde Marcy.
Mens masser og planetdensiteter opstod fra værket, er astronomer stadig ikke sikre, hvordan de dannes, eller om de er lavet af sten, vand eller gas.
Holdet fokuserede på omkring 42 af disse planeter. To planeter fremhævet af Marcy i hans præsentation antages at være stenede og kaldes Kepler-99b og Kepler-406b. Begge er fyrre procent større i størrelse end Jorden og har en densitet, der ligner bly. Planeterne kredser om deres værtstjerner på henholdsvis under fem og tre dage, hvilket gør disse verdener for varme til livet, som vi kender det.
Holdet brugte Doppler-målinger af planetenes værtsstjerner til at måle værtsstjernens reflekssving, forårsaket af tyngemotstanden på stjernen, der udøves af den kredsende planet. Den målte wobble afslører planetens masse: jo højere planet af massen er, jo større er tyngdekraften på stjernen og dermed den større wobble.
De har også de målte variationer af transittiming (TTV) for at bestemme, hvor meget naboplaneter der kan trækkes på hinanden, hvilket får en planet til at accelerere og en anden planet går langsommere langs dens bane.
Disse målinger muliggør beregning af planetenes masse og densitet samt beregning af den mulige kemiske sammensætning af disse verdener. Størstedelen af målingerne antyder, at mini-Neptunerne har en stenet kerne, men nogle kan have en luftig ydre skal af brint eller helium. Nogle er måske bare stenede uden nogen ydre konvolut overhovedet.
”Det, vi tror, sker, er, at nogle af disse planeter kan have vand på toppen af en stenet kerne,” sagde Marcy. ”Større planeter kan have den samme stenede kerne med tilsat gas. Sådan får du planeter, der måler fra 1 til 4 jordradier. Planeterne med lavere densitet indebærer stigende mængder gas oven på en stenet kerne. ”
”Keplers primære mål er at bestemme forekomsten af planeter i forskellige størrelser og kredsløb. Af særlig interesse for søgen efter liv er forekomsten af planter i jordstørrelse i den beboelige zone, ”sagde Natalie Batalha, Kepler-mission videnskabsmand ved NASAs Ames Research Center. ”Men spørgsmålet bagpå i vores sind er: er alle planeter på størrelse med Jorden stenet? Måske nogle blive nedskalerede versioner af iskolde Neptunes eller dampende vandverdener? Hvilken brøkdel kan genkendes som pårørende i vores klippefyldte jordklode? ”
Holdet sagde, at massemålingerne produceret af Doppler og TTV vil hjælpe med at besvare disse spørgsmål. Resultaterne antyder, at en stor del af planeter, der er mindre end 1,5 gange Jordens radius, kan bestå af silikater, jern, nikkel og magnesium, der findes i de jordiske planeter her i solsystemet.
Bevæbnet med denne type information vil videnskabsmænd være i stand til at omdanne brøkdelen af stjerner, der huser planter af jordstørrelse, til den brøkdel af stjerner, der huser bona fide stenede planeter. Og det er et skridt tættere på at finde et beboeligt miljø ud over solsystemet.
Marcy tilføjede senere i diskussionen, at der er en type teleskop, der ville være mest nyttig: en Terrestrial Planet Finder-type-mission, som ville måle temperaturen, størrelsen og orbitalparametrene for planeter, der er så små som vores jord i de beboelige zoner i fjerne solsystemer. . Desværre blev TPF annulleret.
Læs mere om studiet af mini-Neptunes her.
