Nieuw onderzoek met behulp van gegevens verzameld door de European Southern Observatory (ESO) heeft onthuld dat een weinig bekende exoplaneet genaamd K2-18b wel eens een opgeschaalde versie van de aarde zou kunnen zijn.

Net zo spannend, dezelfde onderzoekers ontdekten ook voor het eerst dat de planeet een buurman heeft.

"Het was geweldig om de massa en dichtheid van K2-18b te kunnen meten, maar een nieuwe exoplaneet ontdekken was een geluk en even spannend, " zegt hoofdauteur Ryan Cloutier, een promovendus in U of T Scarborough's Centre for Planet Science, U van T's afdeling Astronomie en Astrofysica, en Université de Montréal Instituut voor onderzoek naar exoplaneten (iREx).

Beide planeten draaien om K2-18, een rode dwergster op ongeveer 111 lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Leeuw. Toen de planeet K2-18b voor het eerst werd ontdekt in 2015, het bleek binnen de bewoonbare zone van de ster te draaien, waardoor het een ideale kandidaat is om vloeibaar oppervlaktewater te hebben, een sleutelelement in het herbergen van de omstandigheden voor het leven zoals wij dat kennen.

De dataset die door de onderzoekers werd gebruikt, is afkomstig van de High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) die gebruikmaakte van de ESO-telescoop van 3,6 m op het La Silla-observatorium. in Chili. HARPS maakt metingen van radiale snelheden van sterren mogelijk, die worden beïnvloed door de aanwezigheid van planeten, worden genomen met de hoogste nauwkeurigheid die momenteel beschikbaar is. Vandaar, dit instrument maakt de detectie van zeer kleine planeten om hen heen mogelijk.

Om erachter te komen of K2-18b een opgeschaalde versie van de aarde was (meestal gesteente), of een verkleinde versie van Neptunus (meestal gas), onderzoekers moesten eerst de massa van de planeet bepalen, met behulp van radiale snelheidsmetingen genomen met HARPS.

"Als je de massa en de straal kunt krijgen, je kunt de bulkdichtheid van de planeet meten en dat kan je vertellen waar het grootste deel van de planeet van is gemaakt, ’ zegt Cloutier.

Na het gebruik van een machine-learning-benadering om de massameting te achterhalen, Cloutier en zijn team waren in staat om te bepalen dat de planeet ofwel een overwegend rotsachtige planeet is met een kleine gasvormige atmosfeer - zoals de aarde, maar groter - of een overwegend waterplaneet met een dikke laag ijs erop.

"Met de huidige gegevens we kunnen geen onderscheid maken tussen die twee mogelijkheden, "zegt hij. "Maar met de James Webb Space Telescope (JWST) kunnen we de atmosfeer onderzoeken en zien of het een uitgestrekte atmosfeer heeft of dat het een planeet is die bedekt is met water."

de JWST, die in 2019 wordt gelanceerd, zal een belangrijke rol spelen bij het verzamelen van een reeks gegevens voor het bestuderen van het zonnestelsel, vroege heelal en exoplaneten.

"Er is veel vraag om deze telescoop te gebruiken, dus je moet zorgvuldig zijn bij het kiezen van welke exoplaneten je wilt bekijken, " zegt René Doyon, een co-auteur van het artikel die ook de hoofdonderzoeker is voor NIRISS, het instrument van de Canadian Space Agency aan boord van JWST.

"K2-18b is nu een van de beste doelen voor atmosferische studie, het gaat naar de bijna top van de lijst."

Tijdens het doorbladeren van de gegevens van K2-18b merkte Cloutier iets ongewoons op. Naast een signaal dat elke 39 dagen optreedt vanaf de rotatie van K2-18, en één die elke 33 dagen plaatsvindt vanuit de baan van K2-18b, hij merkte elke negen dagen een ander signaal op.

"Toen we de gegevens voor het eerst op tafel gooiden, probeerden we erachter te komen wat het was. Je moet ervoor zorgen dat het signaal niet alleen maar ruis is, en je moet een zorgvuldige analyse maken om het te verifiëren, maar het zien van dat eerste signaal was een goede indicatie dat er een andere planeet was, ' zegt Cloutier.

Cloutier werkte samen met een internationaal team van onderzoekers van het Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, het Instituut voor onderzoek naar exoplaneten (iREx), Université de Grenoble, U van T Scarborough, en Universidade do Porto.

Terwijl de nieuw beschreven planeet K2-18c dichter bij zijn ster staat, en waarschijnlijk te warm om in de bewoonbare zone te zijn, net als K2-18b lijkt het ook een superaarde te zijn, wat betekent dat het een massa heeft die lijkt op de aarde. Cloutier, die zich ten doel had gesteld om binnen zijn doctoraat een nieuwe exoplaneet te ontdekken, prijst zichzelf heel gelukkig dat hij het in deze dataset heeft ontdekt.

"Het was geen eureka-moment, want we moesten nog een checklist doornemen van dingen die we moesten doen om de gegevens te verifiëren. Toen alle vakjes waren aangevinkt, zakte het erin weg, Wauw, dit is eigenlijk een planeet."