Drie planeten draaien in een baan om de nabije rode dwerg LHS 1140

De exoplaneet LHS 1140b en zijn ster
De super-Aarde planeet LHS 1140b bevindt zich binnen de bewoonbare zone van zijn ster LHS 1140. Credit: M. Weiss, CfA.

Astronomen hebben gebruikmakende van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA en de Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Obrvations (ESPRESSO) aan de Very Large Telescope van de ESO het planetaire systeem LHS 1140 met zijn twee bekende aardse planeten opnieuw bestudeerd en ze hebben sterk bewijs gevonden voor de aanwezigheid van een derde planeet.

LHS 1140 is een koele ster met een lage massa die zich in het sterrenbeeld Cetus – Walvis bevindt en ongeveer 39 lichtjaar van ons is verwijderd. De ster is ook bekend als Gliese 3053, GJ 3053 en 2MASS J00445930-1516166. De ster heeft een grootte van ongeveer 1/5de van de grootte van de Zon en is ongeveer 5 miljard jaar oud.

Er zijn twee planeten bekend bij LHS 1140 die in 3,77 respectievelijk 24,7 dagen om de ster heen draaien. De buitenste planeet, LHS 1140b is een super-Aarde met een massa van 6,5 * de massa van de Aarde. De planeet heeft een rotsachtige samenstelling en bevindt zich binnen de bewoonbare zone van de ster.

De binnenplaneet, LHS 1140c, is een rotsachtige wereld met een massa van 1,8 * de massa van de Aarde.

De astronomen hebben het systeem verder gekarakteriseerd door de fysieke en orbitale eigenschappen van de bekende planeten verder in kaart te brengen. Ze hebben gezocht naar aanvullende planetaire massa’s in het systeem en de mogelijkheid van co-orbitalen bestudeerd.

De astronomen verzamelden 113 zeer nauwkeurige radiale snelheidswaarnemingen van het LHS 1140-systeem. Ze deden dit met de ESPRESSO-spectrograaf. Ze analyseerden aanvullende gegevens van de TESS.

Hoewel beide planeten in grote lijnen aardachtige kernmerken hebben suggereert de interne structuuranalyse dat LHS 1140b mogelijk met ijzer is verrijkt en dat LHS 1140c een echte aardse tweeling zou kunnen zijn.

In beide gevallen is het watergehalte compatibel met een maximale fractie van 10-13% in massa. Dat komt overeen met een diepe oceaan van 650 tot 780 kilometer voor de in de bewoonbare zone verblijvende planeet LHS 1140b.

De resultaten van het onderzoeksteam leverden ook een sterk bewijs voor de aanwezigheid van een derde planeet die in 78,9 dagen om de ster draait. Deze planeet, LHS 1140d, heeft een minimale massa van 4,8 * de massa van de Aarde en bevindt zich op de grens van rotsachtig/gasachtig voorbij de bewoonbare zone.

De mogelijke aanwezigheid van een derde rotsachtige planeet in het systeem voorbij de bewoonbare zone die de gastster periodiek kan passeren maakt dit systeem een belangrijk doelwit voor het begrijpen van atmosferische eigenschappen van rotsachtige werelden bij verschillende stellaire bestralingen, aldus de onderzoekers.

Het artikel van het team werd in oktober 2020 gepubliceerd in het tijdschrift Astronomy & Physics.

Artikel: J. Lillo-Box et al. 2020. Planetary system LHS 1140 revisited with ESPRESSO and TESS. A&A 642, A121; (pdf-bestand)

Eerste publicatie: 16 november 2020
Bron: Sci-News