Huidige en voormalige astronomen van het University of Hawai'i Institute for Astronomy (IfA) hebben een grootschalig gezamenlijk onderzoek afgerond om te bepalen of de meeste zonnestelsels in het universum vergelijkbaar zijn met de onze. Met de hulp van W. M. Keck Observatory op Maunakea in Hawai'i, de 30-jarige planetaire volkstelling probeerde te vinden waar reuzenplaneten zich gewoonlijk bevinden ten opzichte van hun gastheersterren.

In ons zonnestelsel, de reuzenplaneten - Jupiter en Saturnus - zijn te vinden in de kille buitengebieden, terwijl kleinere planeten de neiging hebben om dichter bij de zon te draaien. De aarde leeft in een tussenliggende tropische zone die goed geschikt is voor leven, op een afstand van 1 AU (astronomische eenheid) van de zon. Jupiter staat ongeveer 5 AU van de zon, en Saturnus staat op 9 AU. een AU, de afstand van de aarde tot onze zon, is ongeveer 93 miljoen mijl.

"Dynamisch gesproken, Jupiter en Saturnus zijn de VIP's - zeer belangrijke planeten - van het zonnestelsel, "Zei IfA Parrent Postdoctoral Fellow Lauren Weiss. "Ze zouden de assemblage van de terrestrische planeten hebben gevormd, mogelijk de groei van Mars belemmeren en waterhoudende kometen naar de aarde slingeren."

We zijn normaal

Uit nieuwe gegevens blijkt dat, gemiddeld, er zijn 14 koude reuzenplaneten per 100 sterren in de melkweg, dus hoewel het zonnestelsel niet het meest voorkomende type planetenstelsel in de melkweg is, het is goed vertegenwoordigd. Het aantal reuzenplaneten dat is gedetecteerd rond nabije sterren suggereert dat miljarden reuzenplaneten zich in het Melkwegstelsel bevinden.

Onderzoekers ontdekten ook dat reuzenplaneten de neiging hebben om ongeveer 1 tot 10 AU van hun gastheersterren te verblijven, een overwegend ijzig gebied buiten de gematigde zones van deze sterren.

Het onderzoeksteam omvatte Weiss, voormalig IfA-afgestudeerde student BJ Fulton, en voormalig IfA-professor Andrew Howard, die nu een Caltech-professor in de astronomie is. Fulton, nu een stafwetenschapper bij het astronomiecentrum van Caltech, ontving de Robert J. Trumpler Award 2018 van de Astronomical Society of the Pacific, het erkennen van zijn Ph.D. proefschrift over de verdeling van extrasolaire planeetmassa's als buitengewoon belangrijk voor de astronomie.

Het nieuwe onderzoek wordt gerapporteerd in twee tijdschriftartikelen die zijn geaccepteerd voor publicatie in de Astrophysical Journal Supplement . Lee Rosenthal, een afgestudeerde student aan Caltech die samenwerkt met Howard, is hoofdauteur van een studie, en Fulton is hoofdauteur van het tweede artikel.

Maunakea speelt een sleutelrol bij het verzamelen van gegevens

Onderzoekers observeerden 719 zonachtige sterren gedurende meer dan drie decennia, 177 planeten vinden, waaronder 14 die nieuw werden ontdekt. De planeten hebben een massa tussen een honderdste en twintig keer de massa van Jupiter.

Het project, genaamd de California Legacy Survey, ontstaan ​​in de Golden State in de jaren negentig; de helft van de gegevens werd verkregen met behulp van Keck Observatory's High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES). Het is het langst durende onderzoek naar exoplaneten tot nu toe.

Rosenthal legt uit dat het onderzoek was ontworpen om onbevooroordeeld te zijn door zorgvuldig willekeurige sterren te selecteren, "alsof je je hand in een grabbelton met sterren zou kunnen steken en een willekeurige planeet eruit zou kunnen trekken." Werken aan dit project als onderdeel van zijn Ph.D. stelling, Rosenthal zegt dat het "vernederend was om aan een 30-jarig project te werken waarvan sommige gegevens ouder zijn dan ik."

In ons zonnestelsel, we hebben ook planeten die iets kleiner zijn dan Jupiter en Saturnus, Uranus en Neptunus, die zich buiten Saturnus bevinden. De California Legacy Survey is niet gevoelig voor planeten in dat groottebereik en op die afstand.

"Hoewel we geen kleinere planeten zoals Neptunus en Uranus kunnen detecteren die erg ver van hun sterren verwijderd zijn, kunnen we afleiden dat de grote gasreuzen zoals Jupiter en Saturnus uiterst zeldzaam zijn in de buitenste regionen van de meeste exoplanetaire systemen, " legde Fulton uit.

"Dit onderzoek is een geweldig startpunt voor toekomstige instrumenten die gevoelig zijn voor planeten ter grootte van de aarde, " zei Howard, die zo'n geavanceerd instrument leidt, de Keck Planet Finder, die naar verwachting in 2022 naar Keck Observatory zal worden verscheept.

De samenwerking omvatte onderzoekers van IfA, Caltech, en de Universiteit van Californië, en gebruikte voornamelijk Keck Observatory en de Shane en Automated Planet Finder-telescopen bij Lick Observatory, in de buurt van San José, Californië.

Het team is van plan om door te gaan met het doorzoeken van gegevens voor nieuwe patronen en aanwijzingen om de kenmerken en vorming van andere sterrenstelsels te helpen begrijpen, evenals ons eigen zonnestelsel. Ze kijken ook uit naar enquêtes van de volgende generatie.

Het eerste artikel in de reeks, onder leiding van Rosenthal, is getiteld "The California Legacy Survey I. Een catalogus van 177 planeten van precisie-radiale snelheidsbewaking van 719 nabijgelegen sterren over drie decennia." Het tweede artikel in de reeks, geleid door Fulton, is getiteld "California Legacy Survey II. Voorkomen van gigantische planeten voorbij de ijslijn."