Ab 1. März 2018 , 3.741 ExoPlaneten wurden in 2.794 Systemen bestätigt, wobei 622 Systeme mehr als einen Planeten haben. Der größte Teil des Verdienstes für diese Entdeckungen geht an die Weltraumteleskop Kepler , die ungefähr 3500 Planeten und 4500 Planetenkandidaten entdeckt hat. Im Zuge all dieser Entdeckungen hat sich der Fokus von der reinen Entdeckung auf die Forschung und Charakterisierung verlagert.
Insofern wurden Planeten mit dem Transitmethode sind besonders wertvoll, da sie das Studium dieser Planeten im Detail ermöglichen. Zum Beispiel ein Team von Astronomen kürzlich entdeckt drei Supererden umkreisen einen Stern namens GJ 9827, der sich nur 100 Lichtjahre (30 Parsec) von der Erde entfernt befindet. Die Nähe des Sterns und die Tatsache, dass er von mehreren Supererden umkreist wird, machen dieses System ideal für detaillierte Exoplanetenstudien.
Die Studie mit dem Titel „ Ein System von drei Supererden, die den späten K-Zwerg GJ 9827 bei dreißig Parsec durchqueren “, erschien vor kurzem online. Die Studie wurde von Joseph E. Rodriguez von der Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und schlossen Mitglieder der University of Texas at Austin, der Columbia University, der Massachusetts Institute of Technology , und der NASA Exoplanet Science Institute .
Künstlerisches Design der Super-Erde GJ 625 b und ihres Sterns GJ625 (Gliese 625). Bildnachweis: Gabriel Pérez/SMM (IAC)
Wie bei allen Kepler-Entdeckungen wurden diese Planeten mit der Transit-Methode (auch bekannt als Transit-Photometrie) entdeckt, bei der Sterne auf periodische Helligkeitsabfälle überwacht werden. Diese Einbrüche sind das Ergebnis von Exoplaneten, die relativ zum Beobachter vor dem Stern vorbeiziehen (d. h. im Transit). Obwohl diese Methode ideal ist, um die Größe und die Umlaufzeiten eines Planeten zu beschränken, kann sie auch die Charakterisierung von Exoplaneten ermöglichen.
Grundsätzlich können Wissenschaftler Dinge über ihre Atmosphäre erfahren, indem sie die Spektren messen, die vom Licht des Sterns erzeugt werden, wenn es durch die Atmosphäre des Planeten dringt. In Kombination mit Radialgeschwindigkeitsmessungen des Sterns können Wissenschaftler auch die Masse und den Radius des Planeten einschränken und Dinge über die innere Struktur des Planeten bestimmen.
Für ihre Studie analysierte das Team Daten, die von derK2Mission, die die Anwesenheit von drei Super-Erden um den Stern GJ 9827 (GJ 9827 b, c und d) zeigte. Da sie ihre Forschungsarbeit zunächst zurück in September 2017 , wurde die Anwesenheit dieser Planeten von einem anderen Astronomenteam bestätigt. Wie Dr. Rodriguez Universe Today per E-Mail sagte:
„Wir haben drei Planeten von der Größe einer Supererde entdeckt, die in einer sehr kompakten Konfiguration umkreisen. Konkret haben die drei Planeten Radien vom 1,6-, 1,2- und 2,1-fachen des Erdradius und alle umkreisen ihren Wirtsstern innerhalb von 6,2 Tagen. Wir stellen fest, dass dieses System unabhängig (gleichzeitig) von einem anderen Team der Wesleyan University entdeckt wurde (Niraula et al. 2017).“
Der Supererd-Exoplanet 55 Cancri e, der im Konzept dieses Künstlers mit seinem Stern dargestellt ist, hat wahrscheinlich eine Atmosphäre, die dicker ist als die der Erde, aber mit Inhaltsstoffen, die denen der Erdatmosphäre ähneln könnten. Bildnachweis: NASA/JPL
Diese drei Exoplaneten sind besonders interessant, weil der größere der beiden Radien hat, die ihn in den Bereich zwischen felsig oder gasförmig einordnen. Bisher wurden nur wenige solcher Exoplaneten entdeckt, was diese drei zu einem Hauptziel für die Forschung macht. Wie Dr. Rodriguez erklärte:
'Planeten von Supererdgröße sind die häufigsten Planetentypen, die wir kennen, aber wir haben keinen in unserem eigenen Sonnensystem, was unsere Fähigkeit, sie zu verstehen, einschränkt. Sie sind besonders wichtig, weil ihre Radien den Übergang von Gestein zu Gas überspannen (wie ich weiter unten in einer der anderen Antworten bespreche). Im Wesentlichen sind Planeten, die größer als das 1,6-fache des Erdradius sind, weniger dicht und haben dicke Wasserstoff-/Helium-Atmosphären, während kleinere Planeten sehr dicht sind und wenig bis keine Atmosphäre haben.“
Eine weitere interessante Sache dieser Supererden ist, dass ihre kurzen Umlaufzeiten – die jeweils 1,2, 3,6 bzw. 6,2 Tage betragen – zu ziemlich heißen Temperaturen führen würden. Kurz gesagt, das Team schätzt, dass die drei Supererden Oberflächentemperaturen von 1172 K (899 °C; 1650 °F), 811 K (538 °C; 1000 °F) und 680 K (407 °C; 764 °F) erfahren F) bzw.
Im Vergleich, Venus – der heißeste Planet im Sonnensystem – erlebt Oberflächentemperaturen von 735 K (462 °C; 863 °F). Während die Temperaturen auf der Venus heiß genug sind, um Blei zu schmelzen, sind die Bedingungen auf GJ 9827 b fast heiß genug, um Bronze zu schmelzen.
Die Lichtkurve, die während der Kampagne 12 der K2-Mission des GJ 9827-Systems erhalten wurde. Quelle: Rodriguez et al., 2018.
Das Wichtigste an dieser Entdeckung sind jedoch die Möglichkeiten, die sie für die Charakterisierung von Exoplaneten bieten könnte. Mit nur 100 Lichtjahren von der Erde entfernt wird es für die Teleskope der nächsten Generation (wie das James Webb Weltraumteleskop ), um Studien ihrer Atmosphären durchzuführen und ein detaillierteres Bild dieses Planetensystems zu erhalten.
Darüber hinaus befinden sich diese drei seltsamen Planeten alle im selben System, was die Durchführung von Beobachtungskampagnen erheblich erleichtert. Wie Rodriguez schloss:
„Das GJ 9827-System ist einzigartig, weil ein Planet kleiner als dieser Cutoff ist, ein Planet größer ist und der dritte Planet einen Radius von ~1,6 mal dem Radius der Erde hat, direkt an dieser Grenze. In einem System haben wir also Planeten, die diesen Übergang von Gestein zu Gas überspannen. Dies ist wichtig, weil wir die Atmosphäre dieser Planeten studieren, nach Unterschieden in der Zusammensetzung ihrer Atmosphären suchen und beginnen können zu verstehen, warum dieser Übergang beim 1,6-fachen des Erdradius stattfindet. Da alle drei Planeten denselben Stern umkreisen, wird die Wirkung des Wirtssterns in diesem „Experiment“ konstant gehalten. Wenn diese drei Planeten in GJ 9827 stattdessen drei separate Sterne umkreisen würden, müssten wir uns also Gedanken darüber machen, wie der Wirtsstern die Atmosphäre des Planeten beeinflusst oder beeinflusst. Im System GJ 9827 müssen wir uns darüber keine Sorgen machen, da sie denselben Stern umkreisen.“