NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) heeft een wereld ontdekt tussen de afmetingen van Mars en de aarde in een baan om een ​​heldere, koel, nabije ster. De planeet, genaamd L 98-59b, is de kleinste die TESS tot nu toe heeft ontdekt.

Twee andere werelden draaien om dezelfde ster. Hoewel de afmetingen van alle drie de planeten bekend zijn, verder onderzoek met andere telescopen zal nodig zijn om te bepalen of ze atmosferen hebben en, als, welke gassen aanwezig zijn. De L 98-59 werelden verdubbelen bijna het aantal kleine exoplaneten - dat wil zeggen, planeten buiten ons zonnestelsel - die het beste potentieel hebben voor dit soort follow-up.

"De ontdekking is een geweldige technische en wetenschappelijke prestatie voor TESS, " zei Veselin Kostov, een astrofysicus bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, en het SETI Instituut in Mountain View, Californië. "Voor atmosferische studies van kleine planeten, je hebt korte banen rond heldere sterren nodig, maar zulke planeten zijn moeilijk te detecteren. Dit systeem heeft het potentieel voor fascinerende toekomstige studies."

Een paper over de bevindingen, onder leiding van Kostov, werd gepubliceerd in het nummer van 27 juni van Het astronomische tijdschrift en staat nu online.

L 98-59b is ongeveer 80% zo groot als de aarde en ongeveer 10% kleiner dan de vorige recordhouder die door TESS werd ontdekt. Zijn gastheer ster, L98-59, is een M-dwerg van ongeveer een derde van de massa van de zon en bevindt zich op ongeveer 35 lichtjaar afstand in het zuidelijke sterrenbeeld Volans. Terwijl L 98-59b een record is voor TESS, zelfs kleinere planeten zijn ontdekt in gegevens verzameld door NASA's Kepler-satelliet, inclusief Kepler-37b, die slechts 20% groter is dan de maan.

De twee andere werelden in het systeem, L 98-59c en L 98-59d, zijn respectievelijk ongeveer 1,4 en 1,6 keer zo groot als de aarde. Alle drie werden ontdekt door TESS met behulp van transits, periodieke dalingen in de helderheid van de ster die worden veroorzaakt wanneer elke planeet ervoor passeert.

TESS bewaakt een gebied van 24 bij 96 graden in de lucht, een sector genoemd, voor 27 dagen per keer. Wanneer de satelliet zijn eerste jaar van waarnemingen in juli beëindigt, het L 98-59-systeem zal zijn verschenen in zeven van de 13 sectoren die de zuidelijke hemel vormen. Het team van Kostov hoopt dat wetenschappers hierdoor kunnen verfijnen wat er bekend is over de drie bevestigde planeten en naar andere werelden kunnen zoeken.

"Als er meer dan één planeet in een systeem draait, ze kunnen door zwaartekracht met elkaar interageren, " zei Jonathan Brande, een co-auteur en astrofysicus bij Goddard en de Universiteit van Maryland, Collegepark. "TESS zal L 98-59 in voldoende sectoren observeren om planeten met een baan rond de 100 dagen te kunnen detecteren. Maar als we echt geluk hebben, we zouden de zwaartekrachteffecten van onontdekte planeten kunnen zien op degenen die we momenteel kennen."

M-dwergen zoals L 98-59 zijn goed voor driekwart van de stellaire populatie van ons Melkwegstelsel. Maar ze zijn niet groter dan ongeveer de helft van de massa van de zon en zijn veel koeler, met oppervlaktetemperaturen van minder dan 70% van die van de zon. Andere voorbeelden zijn TRAPPIST-1, die een systeem herbergt van zeven planeten ter grootte van de aarde, en Proxima Centauri, onze naaste sterrenbuur, die één bevestigde planeet heeft. Omdat deze kleine, coole sterren zijn zo gewoon, wetenschappers willen meer te weten komen over de planetenstelsels die zich om hen heen vormen.

L98-59b, de binnenste wereld, draait om de 2,25 dagen, als hij zo dicht bij de ster blijft, ontvangt hij maar liefst 22 keer de hoeveelheid energie die de aarde van de zon ontvangt. De middelste planeet, L98-59c, draait elke 3,7 dagen rond en ervaart ongeveer 11 keer zoveel straling als de aarde. L98-59d, de verste planeet die tot nu toe in het systeem is geïdentificeerd, draait elke 7,5 dagen in een baan om de aarde en wordt bestraald met ongeveer vier keer zoveel stralingsenergie als de aarde.

Geen van de planeten ligt binnen de bewoonbare zone van de ster, " het bereik van afstanden van de ster waar vloeibaar water op hun oppervlak zou kunnen bestaan. Echter, ze bezetten allemaal wat wetenschappers de Venus-zone noemen, een reeks stellaire afstanden waar een planeet met een aanvankelijke aardachtige atmosfeer een op hol geslagen broeikaseffect zou kunnen ervaren dat het transformeert in een Venus-achtige atmosfeer. Op basis van zijn grootte, de derde planeet kan ofwel een Venus-achtige rotsachtige wereld zijn of een meer zoals Neptunus, met een kleine, rotsachtige kern omhuld onder een diepe atmosfeer.

Een van de doelen van TESS is het bouwen van een catalogus van kleine, rotsachtige planeten in korte banen rond zeer heldere, nabije sterren voor atmosferische studie door NASA's aankomende James Webb Space Telescope. Vier van de TRAPPIST-1-werelden zijn hoofdkandidaten, en het team van Kostov suggereert dat de L 98-59 planeten dat ook zijn.

De TESS-missie voedt ons verlangen om te begrijpen waar we vandaan komen en of we alleen in het universum zijn.

"Als we de zon vanaf L 98-59 bekeken, transits door de aarde en Venus zouden ons doen denken dat de planeten bijna identiek zijn, maar we weten dat ze dat niet zijn, " zei Joshua Schlieder, een co-auteur en een astrofysicus bij Goddard. "We hebben nog steeds veel vragen over waarom de aarde bewoonbaar werd en Venus niet. Als we soortgelijke voorbeelden rond andere sterren kunnen vinden en bestuderen, zoals L 98-59, we kunnen mogelijk enkele van die geheimen ontsluiten."