En extrasolar planet med hypotetiska (möjliga men obevisade) vattenbärande månar. Bildkredit: NASA / IPAC / R. Ont. Klicka för att förstora
Under det senaste decenniet har astronomer som använder en planetjaktteknik som mäter små förändringar i en stjärns hastighet relativt Jorden, upptäckt mer än 130 extrasolära planeter. De första sådana planeterna var gasjättar, massan av Jupiter eller större. Efter flera år började forskarna att upptäcka Saturn-massplaneter. Och i augusti tillkännagav de upptäckten av en handfull Neptunmassaplaneter. Kan det vara superjordar?
I ett nyligen föredrag vid ett symposium om extrasolära planeter förklarade Carnegie Institution av Washington astronom Alan Boss möjligheterna.
Radialhastighet planetjakttekniker har nyligen pressat vår upptäcktsförmåga under Saturn-massgränsen ner i vad vi skulle kalla isgränsen.
Så vi kan nu hitta planeter, nära deras värdstjärnor, med massor som är jämförbara med Uranus och Neptunus (14 till 17 gånger jorden).
Till stor del beror detta på att Michel Mayor och hans kollegor har en ny spektrometer i La Silla, som har en enastående spektralupplösning ner till cirka 1 meter per sekund eller så. Och jag tror att Geoff Marcy och Paul Butlers grupp också är ganska nära.
Den intressanta frågan är dock: Vad är dessa saker? Är det isjättar som bildade flera AU: er och migrerade in, eller är de något annat? Tyvärr vet vi inte exakt vad deras massor är. Ännu viktigare är att vi inte riktigt vet vad deras täthet är. Så de kan vara 15-jorden massa stenar, eller de kan vara 15-jorden massa is jättar.
Vad vi verkligen behöver göra är att låta folk gå ut och upptäcka ytterligare 7 eller så. Vi har tre hittills. Om vi hade 10 helt och hållet, så har vi tillräckligt med att en av dem åtminstone ska genomföra sin stjärna och då kan vi få en uppfattning om vad densitet är.
Jag tror dock att det finns en god chans att dessa faktiskt kan vara en ny klass av planet helt och hållet: superjordar. Anledningen till att jag hävdar att det är att åtminstone i två av de system där de har hittats, dessa "heta Neptunes" åtföljs av en större Jupiter-massplanet med en längre bana.
Om planerna med lägre massa är isjättar som bildades långt ifrån sina stjärnor, såvida du inte har något mycket motiverat scenario, skulle du inte föreställa dig att de skulle hamna inåt, förbi de större killarna. Dessa system ser mer ut som vårt eget solsystem, där du har massor med låg massa inuti gasjättarna.
Planeterna i ett system som vårt system genomgick antagligen inte mycket migration. Så jag skulle hävda att kanske dessa killar är föremål som bildades inuti gasjättarna och bara migrerade på lite sätt och hamnar där vi kan upptäcka dem med kortvariga spektroskopiundersökningar.
Till stöd för denna idé finns det något teoretiskt arbete från Carnegies George Wetherill från nästan tio år sedan, där han hade gjort några beräkningar av ackumuleringsprocessen för steniga planeter. Han fann ofta att det fanns en ganska spridning i massorna av vad du fick ut, eftersom ansamling är en mycket stokastisk process. För de typiska parametrarna han använde, i slutet av 100 miljoner år eller så, skulle han inte bara få föremål med 1 jordmassa utan också föremål som sträcker sig upp till 3 jordmassor.
Tja, då antog han för sina beräkningar en ganska låg ytdensitet vid 1 AU, där dessa planeter bildades. Med tanke på vad vi vet nu, om du vill kunna göra en Jupiter vid 5 AU med hjälp av kärnanslutningsmodellen för planetbildning, måste du skruva upp densiteten i den protoplanetära disken med en faktor på 7 eller så över vad Wetherill antas.
Det skalar direkt med massan av planeterna du förväntar dig att hitta som ett resultat. Så om du gjorde dessa beräkningar om igen, förutsatt att denna högre initialdensitet, skulle den övre gränsen för massan på de inre planeterna gå från 3 jordmassor, vilket är vad Wetherill fick, upp till att säga 21 jordmassor. Det är inom området för vad vi uppskattar för dessa nyupptäckta heta Neptun-massobjekt.
Så kanske det vi verkligen ser är en ny klass av objekt, superjordar, snarare än isjättar.
Originalkälla: NASA Astrobiology
