science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een nieuwe exoplaneet ter grootte van Neptunus

Een afbeelding van Neptunus, gemaakt door het ruimtevaartuig Voyager, vergeleken met een artistiek concept van de exoplaneet K2-263b. Krediet:NASA; exoplanetkyoto.org

De opmerkelijke ontdekkingen van exoplaneten die zijn gedaan door de Kepler- en K2-missies hebben astronomen in staat gesteld de geschiedenis van de aarde samen te voegen en te begrijpen hoe en waarom deze verschilt van haar diverse exoplanetaire neven. Twee nog steeds uitstekende puzzels omvatten de verschillen tussen de vorming en evolutie van rotsachtige versus niet-rotsachtige kleine planeten, en waarom er een groottekloof lijkt te zijn met zeer weinig exoplaneten van ongeveer twee aardstralen groot (planeten met kleinere stralen hebben waarschijnlijk een rotsachtige of aardachtige samenstelling). Om de samenstelling van een exoplaneet te schatten, is de dichtheid nodig, een meting van zowel massa als grootte vereist. Hoewel een straal kan worden geschat op basis van de vorm van de transitcurve van de planeet terwijl deze het licht van zijn moederster blokkeert, een massa is moeilijker te bepalen. Om het opkomende beeld te ontwikkelen, echter, nauwkeurige en nauwkeurige massa's zijn vereist voor meer planeten die qua grootte vergelijkbaar zijn met de aarde.

De K2 exoplanetaire missie is de nieuw leven ingeblazen versie van de Kepler exoplanetaire ontdekkingsmissie. Samen hebben ze duizenden exoplaneten ontdekt, en ontdekte een opmerkelijke en onverwachte diversiteit in de exoplaneetpopulatie. K2 is alleen gevoelig voor planeten met een korte periode (het heeft er maar een paar gevonden met perioden langer dan 40 dagen). De exoplaneet K2-263b draait om een ​​ster die minder zwaar is dan de zon (0,86 zonsmassa's) en zich op 536 lichtjaar afstand bevindt, gemeten met de nieuwe Gaia-satelliet. Deze exoplaneet heeft een straal van 2,41 aardradius (met een onzekerheid van 5%). CfA-astronomen Maria Lopez-Morales, Dave Charbonneau, Raphaël Haywood, John Johnson, Dave Latham, David Philips, en Dimitar Sasselov en hun collega's gebruikten de HARPS-N hoge precisie spectrometer op de Telescopio Nazionale Galileo in La Palma, Spanje, om de periodieke snelheid van de exoplaneet tijdens zijn baan te meten en zo zijn massa af te leiden.

De HARPS-N snelheidsmetingen waren verbazingwekkend nauwkeurig - onzeker tot ongeveer elf mijl per uur, over de snelheid van een langzame fietser. Uit de orbitale details verkregen de wetenschappers een exoplaneetmassa van 14,8 aardmassa's en dus een dichtheid van ongeveer 5,6 gram per kubieke centimeter (ter vergelijking:de dichtheid van water is één gram per kubieke centimeter, en de gemiddelde dichtheid van de rotsachtige aarde is 5,51 gram per kubieke centimeter). De wetenschappers concluderen dat K2-263b hoogstwaarschijnlijk een equivalente hoeveelheid ijs bevat in vergelijking met rotsen, komt ruwweg overeen met de huidige ideeën over planeetvorming en de relatieve abundanties in een circumstellaire nevel van de bouwsteenelementen zoals ijzer, nikkel, magnesium, silicium, zuurstof, koolstof en stikstof.