TESS ontdekt twee kleine en warme exoplaneten

Artist impressie van verschillende exoplaneten.
Artist impressie van verschillende exoplaneten.

Astronomen hebben met behulp van de Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA twee exoplaneten gevonden in banen rond de inactieve rode dwergen TOI-122 en TOI-237.

Rode dwergen (M-dwergen) zijn interessante doelen om te zoeken naar exoplaneten want bij deze sterren is de kans het grootste om aardse planeten te vinden in een gematigde temperatuurzonde.

Alle hoofdreekssterren met een massa van minder dan 0,6 zonsmassa vallen in de categorie M-dwerg en deze M-dwergen zijn het meest voorkomende type ster in het heelal.

Het zijn erg koele en kleine sterren. Koele planeten hebben er kortere omlooptijden en de kans om ze middels een transitie waar te nemen is groter. De transities zijn bovendien duidelijker waar te nemen dan transities bij grotere sterren.

Het lijkt erop dat er bij M-dwergen vaker aardse exoplaneten voorkomen dan bij gasreuzen maar dat komt vermoedelijk ook omdat deze aardse exoplaneten gemakkelijker zijn te vinden door de lagere lichtsterkte van M-dwergen.

Tenslotte hebben M-dwergen zo’n lange levensduur dat nog geen enkele M-dwerg die ooit is ontstaan uit de hoofdreeks is gegaan. Hierdoor zijn deze sterren interessante laboratoria voor planetaire evolutie op een zeer lange tijdsschaal.

Een van de nieuw gevonden planten, TOI-122b is een sub-Neptuniaanse planeet met een grootte van ongeveer 2,7 * de grootte van de Aarde. Deze exoplaneet draait in een baan om TOI-122 (ook bekend als TIC 231702397). Dit is een M-dwerg met een straal van 33% van de straal van de Zon. De ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 203 lichtjaar in het sterrenbeeld Tucana – Toekan.

TOI-122b heeft vermoedelijk een dikke atmosfeer en draait in een baan van 5,1 dagen om zijn ster. De exoplaneet bevindt zich ver binnen de bewoonbare zone van de ster en wordt bestraald met meer dan 8x de hoeveelheid straling die de Aarde van de Zon ontvangt.

Met een relatief lage evenwichtstemperatuur zou er een zeer interessante atmosferische chemie in de atmosfeer van de planeet kunnen voorkomen die in de nabije toekomst met nieuwe waarnemingsprogramma’s kan worden bestudeerd.

De tweede exoplaneet, TOI-237b, is een super-Aarde met een straal van ongeveer 1,44 * de straal van de Aarde. De exoplaneet draait om de ster TOI-237 (TIC 305048087). Dit is een M-dwerg met een straal van 21% van de straal van onze Zon. De ster heeft een oppervlaktetemperatuur van slechts 3200 Kelvin. De ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 124 lichtjaar in het sterrenbeeld Sculptor – Beeldhouwer.

De exoplaneet draait in 5,4 dagen om de ster heen en ontvangt ongeveer 4x de aardse straling van zijn moederster.

Gezien de grootte van deze exoplaneet en de zwakte van de ster zijn massametingen extreem lastig.

TOI-237b is nog koeler dan TOI-122b en kan niet bestudeerd worden met behulp van emissiespectroscopie. Misschien lukt het wel met transmissiespectroscopie en dan kunnen we wellicht meer leren over de atmosfeer van de planeet, als er een atmosfeer is.

Volgens de onderzoekers behoren TOI-122b en TOI-237b tot de koelere exoplaneten die tot nu toe door TESS zijn gevonden.

TOI-122b en TOI-237b hebben doorsnedes die niet in ons eigen zonnestelsel voorkomen en ze zijn interessant om het ontstaan, dynamica en samenstelling van planeten te bestuderen, aldus de onderzoekers.

Een artikel over de ontdekkingen zal worden gepubliceerd in het tijdschrift Astronomical Journal.

De afkorting TOI staat voor Target Of Interest. Deze sterren zijn voorafgaand aan de TESS-missie voor onderzoek geselecteerd.

Artikel: William C. Waalkes et al. 2020. TOI 122b and TOI 237b, two small warm planets orbiting inactive M dwarfs, found by TESS. AJ, in press; arXiv: 2010.15905

 

Eerste publicatie 15 december 2020
Bron: Sci-News