Om datasatsen från Kepler-uppdraget är någon indikation, är den vanligaste typen av exoplaneter i vår galax inte jordstora steniga världar eller heta Jupiters. Faktum är att den vanligaste typen av exoplanet inte är någon som vi ser i vårt eget grannskap alls.
"Keplers mest anmärkningsvärda upptäckt är kanske mängden planeter mellan jordens storlek till fyra gånger jorden," sade Geoff Marcy, professor i astronomi vid University of California, och talade vid American Astronomical Society-mötet denna vecka i Washington DC ”Det här är ett storleksintervall som dominerar planets inventering från Kepler och det ett storlekar som inte representeras i vårt eget solsystem. Vi vet inte säkert vad dessa planeter är gjorda av och vi vet inte hur de bildas. "
Dessa "mini-Neptunes", som Marcy kallade dem, representerar ett enormt urval i Kepler-data; cirka 75% av de planeter som hittades av Kepler varierar i storlek mellan jorden och Neptun, och i fyra år sedan Kepler-uppgifterna har rullat in har forskare försökt förstå dessa planeter.
"Det har gjorts en enorm mängd mätningar och kvantitativt arbete av NASA Ames Kepler-teamet," sa Marcy.
Medan massor och planetdensiteter dök upp från arbetet, är astronomer fortfarande inte säkra på hur de bildas eller om de är gjorda av sten, vatten eller gas.
Teamet fokuserade på cirka 42 av dessa planeter. Två planeter som Marcy lyfte fram i hans presentation tros vara steniga och kallas Kepler-99b och Kepler-406b. Båda är fyrtio procent större i storlek än jorden och har en densitet som liknar bly. Planeterna kretsar runt sina värdstjärnor på mindre än fem respektive tre dagar, vilket gör dessa världar för varma för livet som vi känner till det.
Teamet använde Doppler-mätningar av planets värdstjärnor för att mäta värdstjärns reflexwobble, orsakad av gravitationskraften på stjärnan som utövas av den kretsande planeten. Den uppmätta slingan avslöjar planetens massa: ju högre planeten är, desto större är tyngdkraftsdraget på stjärnan och därmed desto större slingrar.
De har också de uppmätta variationerna för tidtidsöverföring (TTV) för att bestämma hur mycket angränsande planeter kan dra på varandra och få en planet att påskynda och en annan planet att retardera längs sin bana.
Dessa mätningar möjliggör beräkning av massorna och densiteterna för planeterna, samt att ta reda på den möjliga kemiska sammansättningen av dessa världar. Majoriteten av mätningarna antyder att mini-Neptunerna har en stenig kärna men vissa kan ha ett gasformigt yttre skal av väte eller helium. Vissa kanske bara är steniga utan yttre kuvert alls.
"Det vi tror händer är att vissa av dessa planeter kan ha vatten ovanpå en stenig kärna," sa Marcy. ”Större planeter kan ha samma steniga kärna med tillsatt gas. Det är så du får planeter som mäter från 1 till 4 jordradier. Planeterna med lägre täthet innebär ökande mängder gas ovanpå en stenig kärna. ”
”Keplers främsta mål är att bestämma förekomsten av planeter i olika storlekar och banor. Av särskilt intresse för sökandet efter liv är förekomsten av planeter i jordstorlek i den bebodda zonen, ”sade Natalie Batalha, Kepler-uppdragsforskare vid NASA: s Ames Research Center. ”Men frågan bakom oss är: är alla planeter på jordens storlek steniga? Kan det vara några nedskalade versioner av isiga Neptun eller världar med ånga? Vilken bråkdel känns igen som släkt från vår steniga jordjordklot? ”
Teamet sa att massmätningarna som producerats av Doppler och TTV kommer att hjälpa till att svara på dessa frågor. Resultaten antyder att en stor del av planeter som är mindre än 1,5 gånger jordens radie kan bestå av silikater, järn, nickel och magnesium som finns i markplaneterna här i solsystemet.
Beväpnad med denna typ av information kommer forskare att kunna förvandla bråkdelen av stjärnor som har jordplaneter i jordstorlekar till den bråkdel av stjärnor som har bona fide steniga planeter. Och det är ett steg närmare att hitta en beboelig miljö bortom solsystemet.
Marcy tilllade senare i diskussionen att det finns en typ av teleskop som skulle vara mest användbar: ett Terrestrial Planet Finder-uppdrag som skulle mäta temperaturen, storleken och omloppsparametrarna för planeter som är lika små som vår jord i de bebyggliga zonerna i avlägsna solsystem . Tyvärr avbröts TPF.
Läs mer om studien av mini-Neptunes här.
