Sedan mitten av 1990-talet, när den första planeten runt en annan stjärna upptäcktes, har astronomer samlat exoplaneter. I en ny studie har astronomer klassificerat dessa planeter och funnit att de flesta planeter som hittills hittats är uppdelade i storlek i två grupper: steniga markplaneter och större mini-neptuner. I sitt arbete använde teamet data från NASA Kepler-uppdraget och Keck-observatoriet.
Faktum är att studien visar att vår galax gynnar två typer av planeter: steniga världar 1,75 gånger storleken på jorden och mini-neptunes täckta med gas, som är 2 till 3,5 gånger större än jorden. Vintergatan bildar sällan planeter med storlekar mellan dessa två grupper.
Diagrammet visar antalet små exoplaneter per 100 stjärnor, beroende på deras storlek i förhållande till jorden. Upphovsman: NASA / Ames / Caltech / University of Hawaii (BJ Fulton)
”Det finns inga planeter i solsystemet med storleken mellan jorden och Neptun. En av Keplers största överraskningar är att nästan varje stjärna har minst en planet som är större än jorden men mindre än Neptun. Vi skulle gärna veta vad dessa mystiska planeter är och varför vi inte har dem, säger Eric Petigura, medförfattare till studien vid California Institute of Technology (USA).
Kepler söker efter avlägsna världar med hjälp av transitmetoden. Förmörkelsens storlek korrelerar med planetens storlek, men för att exakt bestämma dess storlek är det nödvändigt att mäta dess stjärna. Ett team av forskare från California Institute of Technology, tillsammans med kollegor från flera institutioner, tittade närmare på storleken på planeterna med hjälp av Keck Observatory. De har spenderat år på att samla spektraldata på stjärnor med 2000 planeter från Kepler-katalogen. Spektraldata gav exakta mätningar av stjärnornas storlek, vilket i sin tur gjorde det möjligt för forskare att bestämma storleken på exomererna som kretsar kring dem.
Med nya data från Keck Observatory kunde forskarna bestämma storleken på 2000 planeter 4 gånger mer exakt. När forskare ordnade dem blev de förvånade över att hitta en slående klyfta mellan grupper av steniga länder och mini-Neptun.
Orsaken till klyftan är inte klar, men forskare har kommit med två möjliga förklaringar. Den första bygger på idén att naturen föredrar att skapa planeter som är ungefär lika stora som jorden. En del av dessa planeter slutar, av skäl som ännu inte är helt klarlagda, att fånga tillräckligt med gas för att "korsa linjen" och bli gasformiga mini-neptuner.
Diagrammet visar hur jordformade exoplaneter och mini-neptun bildas. Upphovsman: NASA / Ames / Caltech / University of Hawaii (BJ Fulton)
Kampanjvideo:
”Mini Neptunes är som stenar med stora bollar av gas runt sig. Väte och helium i kulan bidrar inte till massförstärkningen för hela systemet som helhet, men de ger ett enormt bidrag till volymen, vilket gör planeterna mycket större i storlek, fortsätter Eric Petigura.
Den andra möjliga anledningen till att planeterna inte har mellanstorlekar är förknippad med förlust av gas eller snarare bränning när de utsätts för strålning från värdstjärnan. Båda scenarierna förklarar troligen planetens storleksklyfta.”I framtiden planerar forskare att studera innehållet av tunga element i dessa planeter för att ta reda på mer om deras sammansättning. Vi lever i den guldåldern av planetarisk astronomi eftersom vi hittar tusentals planeter runt andra stjärnor. Vi arbetar för närvarande med att förstå sammansättningen av mini-neptun. Detta borde förklara varför dessa världar bildas så ofta i banor hos andra stjärnor och varför de inte finns runt solen, avslutade Eric Petigura.
Roman Zakharov