TESS scoort hattrick en vindt drie nieuwe planeten bij een ster

Deze infographic laat de belangrijkste kenmerken van het TOI 270-systeem zien. Het planetensysteem bevindt zich op een afstand van ongeveer 73 lichtjaar van de Aarde in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor – Beeldhouwer. De drie bekende planten werden met behulp van de transitiemethode ontdekt door de Transiting Exoplanet Survey Satellite van de NASA. De inserts geven informatie over de planeten, zoals hun relatieve grootte en hoe ze zijn vergeleken met de Aarde. De weergegeven temperaturen zijn zogenaamde equilibrium temperaturen die zijn afgeleid van de hoeveelheid energie die de planeet ontvangt van zijn ster. Hierbij is geen rekening gehouden met de opwarmende invloed van een eventueel aanwezige atmosfeer. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/Scott Wiessinger

De Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) van de NASA is de laatste tijd erg vaak in het nieuws. TESS heeft bij een nabije ster drie planeten gevonden waarvan er eentje ongeveer zo groot is als de Aarde en de andere twee van een type zijn dat niet in ons zonnestelsel voorkomt. Deze laatste twee planeten vullen het gat op in de grootte van bekende planeten. Daarnaast zijn het interessante objecten voor toekomstige onderzoeken.

TOI 270 (TESS Object of Interest) is een zwakke koude ster die als UCAC4 191-004642 in de boeken staat. Het is een ster van spectraalklasse M die ongeveer 40% kleiner is dan de Zon. Ook de massa van deze ster bedraagt ongeveer 40% van de massa van de Zon. De ster heeft een oppervlaktetemperatuur die ongeveer een derde kouder is dan het oppervlak van de Zon. De ster bevindt zich op een afstand van ongeveer 73 lichtjaar in het zuidelijke sterrenbeeld Pictor – Schilder.

Het nu gevonden systeem voldoet precies aan de specificaties waar TESS voor is ontworpen: kleine, gematigde planeten die voorlangs hun gastster trekken. Sterren die niet uitermate actief zijn waardoor de kans op leven rond die sterren aanmerkelijk groter is. TOI 270 is een rustige en nabije ster en is daardoor ook veel helderder dan de gaststerren van vergelijkbare stersystemen. Astronomen hopen aan de hand van vervolgonderzoek de samenstelling van deze planeten te kunnen achterhalen, of ze een atmosfeer hebben en welke gassen er dan in die atmosfeer voorkomen.

De 3 werelden van het TOI 270 systeem
De planeten van TOI 270 met elkaar vergeleken. De weergegeven temperaturen zijn zogenaamde equilibriumtemperaturen. Ze worden berekend zonder rekening te houden met de effecten van een mogelijk aanwezige atmosfeer. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Het artikel dat de ontdekking van dit planetensysteem beschrijft is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Astronomy

De binnenste planeet, TOI 270 b, is vermoedelijk een rotsachtige wereld die ongeveer 25% groter is dan de Aarde. TOI 270 b draait met een periode van 3,4 dagen om zijn ster heen. De gemiddelde afstand tot de ster is 13 maal kleiner dan de gemiddelde afstand van Mercurius tot de Zon. Uitgaande van statistische studies van bekende exoplaneten van vergelijkbare grootte wordt de massa van TOI 270 b op 1,9 maal de massa van de Aarde geschat.

De planeet bevindt zich erg dicht bij zijn ster. De temperatuur wordt geschat op ongeveer 254 °C. Deze temperatuur wordt berekend uit de hoeveelheid energie die de planeet ontvangt van de ster. Bij deze berekening is geen rekening gehouden met de eventuele aanwezigheid van een atmosfeer.

De twee andere planeten, TOI 270 c en TOI 270 d, zijn respectievelijk 2,4 en 2,1 keer zo groot als de Aarde en ze draaien in periodes van 5,7 dagen en 11,4 dagen om hun ster heen. Ofschoon ze slechts half zo groot zijn als Neptunus in ons zonnestelsel lijken ze daar vermoedelijk veel op. Hun samenstelling wordt vermoedelijk gedomineerd door gas in plaats van gesteente en ze hebben een massa van ongeveer 7 respectievelijk 5 maal de massa van de Aarde.

Alle drie de planeten draaien vermoedelijk in een gebonden rotatie om hun ster heen. Dit betekent dat ze altijd met dezelfde zijde naar de ster toe zijn gericht. Ook onze Maan draait in een gebonden rotatie om de Aarde heen.

De planeten c en d kunnen het beste als mini-Neptunussen worden omschreven. Dit is een type planeet dat in ons zonnestelsel niet voorkomt. De onderzoekers hopen dat toekomstig onderzoek van TOI 270 zal helpen bij het verklaren hoe deze twee mini-Neptunussen samen met de aardachtige planeet hebben kunnen ontstaan.

TESS scoort hattrick
Het TOI 270-systeem is dermate compact dat het nog het beste is te vergelijken met de banen van Jupiter en zijn manen. Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Volgens het onderzoeksteam is dit stersysteem heel interessant omdat het de leegte opvult in de grootte van planeten. Het is voor planeten ongebruikelijk om een grootte te hebben tussen 1,5 en 2 maal de Aarde. Waarom is niet duidelijk maar het heeft vermoedelijk te maken met de manier waarop planeten ontstaan. TOI 270 is uitermate geschikt om meer te leren over het proces van planeetvorming en de evolutie van planeten.

De astronomen zijn vooral geïnteresseerd in TOI 270 d. Dit is de buitenste planeet. Van deze planeet wordt de gemiddelde temperatuur op 66 °C geschat. Het is hiermee de meest gematigde planeet in het systeem. Het is daarmee ook een zeldzame planeet tussen alle bekende transitieplaneten.

TOI 270 staat ook perfect gesitueerd aan de sterrenhemel om met toekomstige telescopen, zoals de James Webb Space Telescope, de eventuele atmosferen van de planeten te bestuderen. De JWST zal gedurende meer dan een half jaar TOI 270 kunnen zien en dat schept de mogelijkheid om vergelijkende studies tussen de atmosferen van TOI 270 c en d uit te voeren.

Het team hoopt dat toekomstig onderzoek nog meer planeten zal opleveren. Als planeet d een rotsachtige kern heeft en wordt bedekt door een dikke atmosfeer dan zal die planeet te warm zijn voor vloeibaar water. Vloeibaar water is de belangrijkste voorwaarde voor een potentieel bewoonbare planeet. Mogelijk vinden toekomstige waarnemingen nog planeten die zich wat verder van de ster weg bevinden. Die zouden kouder kunnen zijn waardoor er wel vloeibaar water aan het oppervlak aanwezig kan zijn.

 

Eerste publicatie: 30 juli 2019
Bron: Nature, SciTechDaily

 




%d bloggers liken dit: