Zesde planeet gevonden in het planetaire systeem K2-138

Artist impressie van K2-138
Een artist impressie van het planetensysteem K2-138. Credit: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt

Om de ster K2-138 draaien 5 sub-Neptunussen en 1 super-Aarde. K2-138 is een ster van spectraalklasse K die zich op een afstand van ongeveer 792 lichtjaar in de richting van het sterrenbeeld Aquarius – Waterman bevindt.

De ster is ook bekend als 2MASS J23154776 en EPIC 245950175. De ster is een beetje kleiner en koeler dan onze Zon.

In 2018 ontdekte een team van burgerwetenschappers en professionele astronomen in de data van de Kepler/K2-missie vijf zware planeten, K2-138b, c, d, e en f in een baan om de ster. Deze planeten hebben allemaal een grootte tussen die van de Aarde en Neptunus. K2-138b is mogelijk een rotsachtige planeet maar K2-138c, d, e en f bevatten vermoedelijk grote hoeveelheden ijs en gas.

Deze exoplaneten hebben allemaal omlooptijden kleiner dan 2 weken (2,35; 3,56; 5,40; 8,26 en 12,76 dagen) en hebben extreem hoge oppervlaktetemperaturen. Ze draaien in concentrische cirkels om hun ster heen waar ze een heel compact systeem vormen, heel anders dan ons wijde, elliptische zonnestelsel. Het team identificeerde ook twee andere transities met een periode van ongeveer 42 dagen. Dit wees op een mogelijk zesde planeet in het systeem.

K2-138 was het eerste planetaire K2-systeem dat door burgerwetenschappers in het kader van het Exoplanet Explorers programma van Zooniverse werd ontdekt. De burgerwetenschappers waren in staat om de vier sub-Neptunusachtige planeten aan de hand van een visuele inspectie van hun lichtcurve te identificeren. Een nadere inspectie leverde ook de super-Aarde op die binnen de banen van de vier andere planeten draait.

K2-138 werd hierna met de Infrared Array Camera van de Spitzer Space Telescope van de NASA bestudeerd op de voorspelde transitie van de mogelijk zesde planeet. Met behulp van de gegevens van Spitzer werd de omlooptijd van de zesde planeet bepaald op 41,966 dagen. Deze planeet heeft een straal van 3,4 maal de straal van de Aarde.

Momenteel zijn er negen systemen met zes of meer planeten bekend. De zesde planeet, K2-138b doorbreekt de bijna 3:2 resonantie van de binnenste vijf planeten maar de grote kloof tussen K2-138f en g duidt op de mogelijkheid dat er nog meer planeten in het systeem zijn maar die zijn dan niet door middel van een transitie zichtbaar.

Volgens de onderzoekers is dit systeem, met zijn vijf sub-Neptunussen en één super-Aarde een unieke testomgeving voor vergelijkende studies van warme tot gematigde planeten van verglijkbare grootte, dynamische studies van bijna resonerende studies en modellen van planeetvorming en migratie.

Een artikel over de ontdekking van de zesde planeet zal gepubliceerd worden in the Astronomical Journal.

Artikel: Kevin K. Hardegree-Ullman et al. 2021. K2-138g: Spitzer Spots a Sixth Planet for the Citizen Science System. AJ, in press;

 

Eerste publicatie: 10 maart 2021
Bron: Sci-News