Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de astrofysicus Lauren Weiss van de Université de Montréal heeft ontdekt dat exoplaneten die om dezelfde ster draaien over het algemeen vergelijkbare afmetingen en een regelmatige baanafstand hebben. Dit patroon, onthuld door nieuwe waarnemingen van het W. M. Keck Observatorium van planetenstelsels ontdekt door de Kepler Telescope, zou kunnen suggereren dat de meeste planetenstelsels een andere vormingsgeschiedenis hebben dan het zonnestelsel.

Grotendeels te danken aan de NASA Kepler-telescoop, gelanceerd in 2009, vele duizenden exoplaneten zijn nu bekend. Deze grote steekproef stelt onderzoekers in staat om niet alleen individuele systemen te bestuderen, maar ook om conclusies te trekken over planetenstelsels in het algemeen. Dr. Weiss maakt deel uit van het California Kepler Survey-team, die het W.M. Keck Observatorium op Maunakea in Hawaï gebruikte, om spectra met hoge resolutie te verkrijgen van 1305 sterren die 2025 transiterende planeten herbergen die oorspronkelijk door Kepler werden ontdekt. Van deze spectra, ze maten precieze afmetingen van de sterren en hun planeten.

In deze nieuwe analyse onder leiding van Weiss en gepubliceerd in Het astronomische tijdschrift , het team richtte zich op 909 planeten die behoren tot 355 multi-planeetsystemen. Deze planeten bevinden zich meestal tussen 1, 000 en 4, 000 lichtjaar verwijderd van de aarde. Met behulp van een statistische analyse, het team vond twee verrassende patronen. Ze ontdekten dat exoplaneten vaak even groot zijn als hun buren. Als een planeet klein is, de volgende planeet rond diezelfde ster is zeer waarschijnlijk ook klein, en als één planeet groot is, de volgende zal waarschijnlijk groot zijn. Ze ontdekten ook dat planeten die om dezelfde ster draaien een regelmatige baanafstand hebben.

"De planeten in een systeem hebben de neiging om even groot te zijn en regelmatig uit elkaar te staan, als erwten in een peul. Deze patronen zouden niet voorkomen als de afmetingen of afstanden van de planeten willekeurig zouden worden getekend", legt Weiss uit.

De vergelijkbare afmetingen en baanafstand van planeten hebben implicaties voor hoe de meeste planetaire systemen worden gevormd. In de klassieke planeetvormingstheorie planeten vormen in de protoplanetaire schijf die een nieuw gevormde ster omringt. De planeten kunnen zich vormen in compacte configuraties met vergelijkbare afmetingen en een regelmatige baanafstand, op een manier die vergelijkbaar is met het nieuw waargenomen patroon in exoplanetaire systemen. Echter, in ons zonnestelsel, de binnenplaneten hebben verrassend grote afstanden en verschillende afmetingen. Overvloedig bewijs in het zonnestelsel suggereert dat Jupiter en Saturnus de vroege structuur van ons systeem verstoorden, resulterend in de vier ver uit elkaar liggende terrestrische planeten die we vandaag hebben. Dat planeten in de meeste stelsels nog steeds even groot zijn en regelmatig uit elkaar staan, suggereert dat ze misschien grotendeels ongestoord zijn geweest sinds hun vorming.

Om die hypothese te testen, Weiss voert een nieuwe studie uit bij het Keck Observatorium om te zoeken naar Jupiter-analogen rond Kepler's multiplaneetsystemen. De planetenstelsels die Weiss en haar team bestuderen, hebben meerdere planeten die vrij dicht bij hun ster staan. Vanwege de beperkte duur van de Kepler-missie, er is weinig bekend over wat voor soort planeten, indien van toepassing, bestaan ​​op grotere orbitale afstanden rond deze systemen. Ze hopen te testen hoe de aan- of afwezigheid van Jupiter-achtige planeten op grote baanafstanden zich verhoudt tot patronen in de binnenste planetaire systemen.

Ongeacht hun uiterlijke populaties, de gelijkenis van planeten in de binnenste regionen van extrasolaire systemen vereist een verklaring. Als de beslissende factor voor planeetafmetingen kan worden geïdentificeerd, het kan helpen bepalen welke sterren waarschijnlijk terrestrische planeten hebben die geschikt zijn voor leven.

Het artikel "The California-Kepler Survey V. Peas in a Pod:Planets in a Kepler Multi-planet System zijn vergelijkbaar in grootte en regelmatig verdeeld" is gepubliceerd in The Astronomisch Tijdschrift .