Nieuwe, zeldzame, “hete sub-Neptunus” exoplaneet gevonden

Een internationaal team van astronomen heeft met behulp van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) een nieuwe exoplaneet gevonden. De nieuw gevonden exoplaneet, aangeduid als TOI-2196 b, blijkt er een van het zeldzame “hete sub-Neptunus”-type te zijn.

HARPS-diagram van TOI-2196 b
Het radiale snelheidsdiagram van HARPS van de baanperiode van TOI-2196 b. na correctie voor de systemische stellaire snelheid levert dit een lineair diagram op. Credit: Persson et al., 2022.

TESS onderzoekt ongeveer 200.000 van de helderste sterren in de buurt van de Zon met als doel de zoektocht naar exoplaneten. Er zijn ondertussen meer dan 6800 kandidaat-exoplaneten gevonden (TOI oftewel Tess Objects of Interest genoemd), waarvan er 233 tot nu toe zijn bevestigd. TESS maakt gebruik van de transitiemethode.

Nu heeft een groep astronomen onder leiding van Carina Persson van de Chalmers University of Technology in Zweden onlangs een andere TOI bevestigd. Ze rapporteren dat ze een transitiesignaal hebben geïdentificeerd in de lichtcurve van een G-type ster die bekend staat als TOI-2196. De exoplaneet werd bevestigd door vervolgwaarnemingen met behulp van de radiale snelheidsmethode gedaan met de High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) spectrograaf aan de 3,6 meter telescoop van de ESO in Chili.

De waarnemingen wezen uit dat TOI-2196 b ongeveer 3,5 keer groter is dan de Aarde en 26 keer meer massa heeft dan onze planeet. Dit alles leidt tot een bulkdichtheid van ongeveer 3,31 g.cm-3.

TOI-2196 b heeft een relatief korte omlooptijd van ongeveer 1,2 dagen en dat duidt op een hoge evenwichtstemperatuur van ongeveer 1900 Kelvin. TOI-2196 b valt derhalve in de klasse van de hete Neptunussen en vertegenwoordigt de zogenoemde Neptunus-woestijn.

De hete Neptunus-woestijn is een gebied met een klein aantal Neptunussen met een korte periode. Sterk bestraalde planeten zijn meestal klein ( 2 twee keer de Aarde) en rotsachtig of het zijn gasreuzen met een straal > Jupiter.

De resultaten suggereren dat hoewel het massaverlies van TOI-2196 b op jonge leeftijd aanzienlijk had kunnen zijn, de planeet qua karakter niet is veranderd. De onderzoekers gaan ervan uit dat de exoplaneet ontstond als een kleine, vluchtige planeet en dat tot op de dag van vandaag is gebleven.

Volgens het onderzoek heeft de gastster TOI-2196 (andere aanduiding is TIC 372172128) de grootte en massa van de Zon. De ster heeft een effectieve temperatuur van ± 5600 Kelvin en zijn leeftijd wordt geschat op 4,5 miljard jaar. De astronomen veronderstellen er nog een ander object om de ster draait. Dit andere object kan een warme of koude gasreus zijn maar een bruine dwerg of een stellaire metgezel met een zeer lage massa kan niet worden uitgesloten. Er zijn echter langdurige relatieve snelheidsmetingen nodig om deze hypothese te verifiëren.

Artikel: Carina M. Persson et al, TOI-2196 b: Rare planet in the hot Neptune desert transiting a G-type star. arXiv:2208.05797v2 [astro-ph.EP], arxiv.org/abs/2208.05797

Eerste publicatie: 19 augustus 2022
Bron: phys.org