Auringon ulkopuolisten planeettojen etsintä on tehnyt erittäin mielenkiintoisia löytöjä. Sen lisäksi, että planeettoja, jotka ovat massiivisempia versioita aurinkosähköparistaan (alias. Super-Jupiterit ja super-maat), on ollut paljon planeettoja, jotka kulkevat rajan luokittelujen välillä. Ja sitten oli aikoja, jolloin seurantatutkimukset ovat johtaneet useiden planeettajärjestelmien löytämiseen.
Näin oli varmasti silloin, kun se tuli K2-18: een, punaisen kääpiö tähtijärjestelmään, joka sijaitsee noin 111 valovuoden päässä Maasta Leon tähdistössä. Kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä tarkasteli äskettäin aiemmin löydettyä tämän järjestelmän eksoplaneettaa (K2-18b) käyttämällä ESOn korkeaa tarkkuutta radiaalinopeuden planeettatutkijaa (HARPS), kun he havaitsivat toisen eksoplaneetan olemassaolon.
Tutkimuksen, joka selvittää heidän havaintonsa - ”K2-18: n moniplanetaarisen järjestelmän karakterisointi HARPS: lla” - on tarkoitus julkaista lehdessä Tähtitiede ja astrofysiikka. Tutkimusta tukivat Kanadan luonnontieteiden ja tutkimusneuvosto (NSERC) ja Exoplanets Research Institute of Exoplanets - Montrealin yliopiston ja McGill Universityn tutkijoiden ja opiskelijoiden yhteenliittymä.
Toronton yliopiston planeettatieteiden keskuksen ja Montréalin yliopiston eksoplaneettojen tutkimusinstituutin (iREx) johtaja, tohtorikoulutettavan Ryan Cloutierin johdossa ryhmään kuuluivat jäsenet Geneven yliopistosta, Grenoble Alpes -yliopistosta ja Porto. Yhdessä ryhmä suoritti tutkimuksen K2-18b: stä toivoen luonnehtia tätä eksoplaneettaa ja selvittää sen todellinen luonne.
Kun K2-18b löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 2015, sen havaittiin kiertävän tähden asutettavissa olevilla vyöhykkeillä (alias. "Goldilocks Zone"). Löytöksestä vastaava joukkue päätti myös, että K2-18b: n pinta sai etäisyyden tähdistään ottaen samanlaisia määriä säteilyä kuin Maa. Alkuperäiset arviot maapallon koosta jäivät kuitenkin tähtitieteilijöiden epävarmuuden siitä, oliko planeetta supermaata vai mini-Neptunua.
Tästä syystä Cloutier ja hänen tiiminsä pyrkivät luonnehtimaan planeetan massaa, mikä on välttämätön askel kohti ilmakehän ominaisuuksien ja massan koostumuksen määrittämistä. Tätä varten he saivat K2-18: n säteittäisnopeuden mittaukset HARPS-spektrografin avulla. Nämä mittaukset antoivat heille asettaa massarajoituksia aiemmin löydetylle eksoplaneetalle, mutta paljastivat myös jotain ylimääräistä.
Kuten Ryan Cloutier selitti UTSc: n lehdistötiedotteessa:
”Pystyä mittaamaan K2-18b: n massaa ja tiheyttä oli valtava, mutta löytää uusi eksoplaneetta oli onnellista ja yhtä mielenkiintoista. Jos saat massan ja säteen, voit mitata planeetan tiheyden ja se voi kertoa sinä mistä suurin osa planeetasta on tehty. ”
Pohjimmiltaan niiden säteittäisnopeusmittaukset paljastivat, että K2-18b: n massa on noin 8,0 ± 1,9 maan massaa ja irtotiheys 3,3 ± 1,2 g / cm3. Tämä on sopusoinnussa maanpäällisen (eli kivisen) planeetan kanssa, jolla on merkittävä kaasumainen vaippa ja vesimassan osuus, joka on yhtä suuri tai pienempi kuin 50%. Toisin sanoen, se on joko Super-Earth, jossa on pieni kaasumainen ilmapiiri (kuten maapallot), tai ”vesimaailma”, jonka päällä on paksu jääkerros.
He löysivät myös todisteita toisesta ”lämpimästä” supermaasta nimeltä K2-18c, jonka massa on 7,5 ± 1,3 maan massaa, kiertorata on 9 päivää ja puoli-pääakseli on noin 2,4 kertaa pienempi kuin K2-18b. Tutkittuaan uudelleen K2-18: sta saadut alkuperäiset valokäyrät, he päättelivät, että K2-18c: tä ei havaittu, koska sen kiertorata ei sijaitse samalla tasolla. Kuten Cloutier kuvasi löytöä:
”Heitettäessämme tietoja ensimmäistä kertaa pöydälle yritimme selvittää, mikä se oli. Sinun on varmistettava, että signaali ei ole vain kohinaa, ja sinun on tehtävä huolellinen analyysi sen todentamiseksi, mutta nähdessään, että alkuperäinen signaali oli hyvä osoitus, että oli toinen planeetta ... Se ei ollut eureka-hetki, koska meidän piti silti mennä tarkistusluettelon avulla tehtävistä asioista tietojen tarkistamiseksi. Kun kaikki laatikot tarkistettiin, se upotettiin siihen, vau, tämä todella on planeetta. ”
Valitettavasti äskettäin löydetty K2-18c kiertää liian lähellä tähtiä, jotta se olisi asutettavissa alueella. Kuitenkin todennäköisyys, että K2-18b on asuttava, pysyy todennäköisenä, ajatellut, että se riippuu sen bulkkikoostumuksesta. Loppujen lopuksi järjestelmä hyötyy lisäkyselyistä, joihin todennäköisesti liittyy NASA: n James Webbin avaruusteleskooppi (JWST) - jonka on tarkoitus käynnistää vuonna 2019.
Nämä tutkimukset odottavat ratkaisevan tämän planeetan uusimmat mysteerit, olipa kyse sitten maapallomaisesta vai ”vesimaailmasta”. "Nykyisten tietojen perusteella emme voi erottaa näitä kahta mahdollisuutta", Cloutier sanoi. "Mutta James Webbin avaruusteleskoopilla (JWST) voimme koettaa ilmakehän ja nähdä, onko sillä laaja ilmapiiri vai onko se veden peittämä planeetta."
Kuten René Doyon - Lähi-infrapunakuvan ja rakojen spektrografin (NIRISS) päätutkija, KWA: n avaruusjärjestön instrumentti JWST: n aluksella ja avustajana kirjoittaneelle - selitti:
”Tämän kaukoputken käyttämiseen on paljon kysyntää, joten sinun on oltava huolellinen valittaessa mitä eksoplaneetteja katsomaan. K2-18b on nyt yksi parhaista kohteista ilmakehän tutkimukselle, se on menossa luettelon kärkeen. "
Tämän toisen supermaapallon löytäminen K2-18-järjestelmässä on jälleen yksi osoitus siitä, kuinka vallitsevat moniplanetaattiset järjestelmät ovat M-tyypin (punainen kääpiö) tähtijen ympärillä. Tämän järjestelmän, jolla on ainakin yksi planeetta, jolla on paksu ilmapiiri, läheisyys tekee siitä myös sopivan tutkimuksen, joka opettaa tähtitieteilijöille enemmän eksoplaneetta-ilmapiirien luonteesta.
Odotan kuulevani lisää tähdistä ja sen planeettajärjestelmästä tulevina vuosina!
