Auringon ulkopuolisten planeettojen löytö on varmasti kuumennut viime vuosina. Käyttöönoton jälkeen Kepler Vuonna 2009 suoritetun operaation jälkeen useita tuhansia eksoplaneetta-ehdokkaita on löydetty ja yli 2500 on vahvistettu. Monissa tapauksissa nämä planeetat ovat olleet kaasu jättiläisiä, jotka kiertävät lähellä niitä vastaavia tähtiä (alias. ”Hot Jupiters”), mikä on sekoittanut joitain yleisesti käytettyjä käsityksiä siitä, miten ja missä planeetat muodostuvat.
Näiden massiivisten planeettojen lisäksi, tähtitieteilijät löysivät myös laajan joukon planeettoja, jotka vaihtelevat massiivisista maanpäällisistä planeetoista (”Super-Maat”) Neptunuksen kokoisiin jättiläisiin. Äskettäisessä tutkimuksessa kansainvälinen ryhmän tähtitieteilijät löysivät kolme uutta eksoplaneettaa, jotka kiertävät kolmea eri tähteä. Nämä planeetat ovat mielenkiintoinen erä löytöjä, jotka koostuvat kahdesta ”Kuumasta lauantaista” ja yhdestä Super-Neptunuksesta.
Tämä tutkimus, jonka otsikkona on ”WASP-151b: n, WASP-153b: n, WASP-156b: tutkimukset jättiläisten planeettojen muuttoliikkeestä ja Neptunian aavikon ylärajasta”, ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Tähtitiede ja astrofysiikkas. Olivierin johtama. D. S. Demangeon, Portugalin astrofysiikan ja avaruustieteen instituutin tutkija, ryhmä käytti SuperWASP-eksoplaneettojen metsästyskyselyn tietoja kolmen uuden kaasujättilän havaitsemiseksi.
SuperWASP (Super Wide Angle Search for Planets) on kansainvälinen konsortio, joka käyttää laajakulmaista kuljetusvalokuvausta seuraamaan yötaivaata kauttakulkutapahtumien varalta. Ohjelma perustuu robotteihin, jotka sijaitsevat kahdella mantereella - SuperWASP-North, joka sijaitsee Roque de los Muchachosin observatoriossa Kanariansaarilla; ja SuperWASP South, Etelä-Afrikan tähtitieteellisessä observatoriossa lähellä Sutherlandia, Etelä-Afrikka.
SuperWASP-tutkimustiedoista tohtori Demangeon ja hänen kollegansa pystyivät havaitsemaan kolme kauttakulkusignaalia, jotka tulevat kolmesta kaukaisesta tähdestä - WASP-151, WASP-153 ja WASP-156. Tätä seurasi sitten spektroskooppiset havainnot, jotka suoritettiin Haute-Provencen observatoriossa Ranskassa ja La Silla-observatoriossa Chilessä, jotka antoivat ryhmälle vahvistaa näiden planeettojen luonteen.
Tämän perusteella he päättivät, että WASP-151b ja WASP-153b ovat kaksi ”kuumaa lauantaa”, mikä tarkoittaa, että ne ovat pienitiheyksisiä kaasujätteitä, joiden kiertorata on lähellä. Ne kiertävät vastaavia aurinkoitaan, jotka ovat molemmat varhaisia G-tyypin tähtiä (aka. Keltaiset kääpiöt, kuten aurinkoomme), kiertoradalla 4.53 ja 3.33 päivää. Sillä välin WASP-156b on Super-Neptune, joka kiertää K-tyypin (oranssi kääpiö) tähti. Kuten he totesivat tutkimuksessaan:
”WASP-151b ja WASP-153b ovat suhteellisen samanlaisia. Niiden massat 0,31 ja 0,39 M Jup ja puoleensakselit 0,056 AU ja 0,048 AU vastaavasti osoittavat kahta Saturnuksen kokoista objektia varhaisten G-tyypin tähtien ympärillä, joiden V-arvo on ~ 12,8. WASP-156b: n säde 0,51R Jup ehdottaa superneptunusta ja tekee siitä pienimmän planeetan, jonka WASP on koskaan havainnut. Sen massa 0,128 M Jup on myös kolmas kevyin, jonka WASP havaitsi WASP-139b: n ja WASP-107b: n jälkeen. Mielenkiintoista on myös se, että WASP-156 on kirkas (magV = 11,6) K-tyyppinen tähti. ”
Yhdessä nämä planeetat edustavat joitain merkittäviä mahdollisuuksia eksoplaneettojen tutkimukselle. Kuten he osoittavat, "nämä kolme planeettaa sijaitsevat myös lähellä (WASP-151b ja WASP-153b) tai alapuolella (WASP-156b) Neptunian aavikon ylärajaa". Tämä viittaa rajatähtitieteilijöihin, jotka ovat havainneet tähtiä, joiden ampumajaksoa Neptunuksen kokoisia planeettoja ei todennäköisesti löydy.
Periaatteessa kaikista tähän mennessä löydetyistä lyhytaikaisista eksoplaneetoista (alle 10 päivää), suurin osa on yleensä kuulunut luokkaan ”Super-Earth” tai “Super-Jupiter”. Tämä Neptunuksen kaltaisten planeettojen alijäämä on katsottu johtuvan erilaisista mekanismeista, kun kyse on kuumien jupiterien ja lyhytaikaisten supermaapallon muodostumisesta ja evoluutiosta, samoin kuin siitä, että se johtuu tähden ultraviolettisäteilyn aiheuttamasta kaasun verhokäytöstä. .
Toistaiseksi on löydetty vain yhdeksän "Super-Neptunesia"; joten tämän viimeisimmän löytön (jonka ominaisuudet ovat hyvin tiedossa) pitäisi tarjota runsaasti mahdollisuuksia tutkimukselle. Tai kuten tohtori Demangeon ja hänen kollegansa selittävät tutkimuksessa:
”WASP-156b, joka on yksi harvoista hyvin karakterisoiduista superneptuneista, auttaa rajoittamaan Neptunuksen kokoisten planeettojen muodostumista ja siirtymistä kaasu- ja jään jättiläisten välillä. Arviot näiden kolmen tähden ikästä vahvistavat joidenkin tähtien pyrkimyksen olla gyrokrologisissa ikissä huomattavasti pienempiä kuin isookroniset ikänsä. "
Ryhmä tarjosi havaintonsa perusteella myös joitain mahdollisia selityksiä "Neptunian autiomaan" olemassaololle. Ensinnäkin he ehdottivat, että korkean epäkeskeisyyden muuttoliike voisi olla vastuullinen, missä Neptunuksen kokoiset jään jättiläiset muodostuvat tähtijärjestelmän ulkosivulle ja muuttuvat ajan myötä sisäänpäin. He osoittavat myös, että heidän löytönsä tarjoaa vakuuttavia todisteita siitä, että ultravioletti säteily ja kaasun verhokäyrän tyhjeneminen voisivat olla keskeinen osa palapeliä.
Mutta tietysti, tohtori Demangeon ja hänen kollegansa ilmoittavat, että heidän hypoteesinsa vahvistamiseksi tarvitaan lisätutkimuksia ja että tarvitaan lisätutkimuksia niin kutsutun Neptunian aavikon rajojen rajoittamiseksi asianmukaisesti. Ne osoittavat myös, että tulevat operaatiot, kuten NASA: n Transit Exoplanet Survey Satellite -satelliitti ja ESA: n PLA-verkkojen tähtien kauttakulku ja oskillaatiot (PLATO) -operaatio, ovat elintärkeitä näille pyrkimyksille.
"On selvää, että perusteellisempi analyysi on tarpeen tutkia kaikkia tämän hypoteesin mahdollisia vaikutuksia", he päättelevät. "Tällainen analyysi on tämän tutkimuksen ulkopuolella, mutta mielestämme tämä hypoteesi on tutkinnan arvoinen. Tässä yhteydessä erityisen mielenkiintoinen olisi etsiä pitkäaikaisia seuralaisia, jotka ovat saattaneet laukaista suuren epäkeskeisyyden muuttumisen, tai riippumatonta ikäarviointia asteroidismologian avulla TESSin tai Platonin avulla. "
Viime vuosikymmeninä tehty lukuisten eksoplaneettojen löytöjen ansiosta tähtitieteilijät ovat voineet testata ja tarkistaa yleisesti pidettyjä teorioita siitä, kuinka planeettajärjestelmät muodostuvat ja kehittyvät. Nämä samat löytöt ovat auttaneet myös ymmärtämään oman aurinkokunnan järjestelmäämme. Loppujen lopuksi, kun pystymme tutkimaan monipuolista joukkoa planeettajärjestelmiä, jotka ovat historiansa eri vaiheita, antaa meille mahdollisuuden luoda eräänlainen aikajana kosmiselle evoluutiolle.
