Exoplaneter

Exoplameten K2-132b
Siden opdagelsen af de første exoplaneter, nhar man undret sig over de enorme gasplaneter man har fundet: Langt større end forventet. I begyndelsen estimerede man deres masser ved at antage at de havde samme massefylde som Jupiter, men det gav umaturligt tunge planeter.

En mulighed kunne være at gasplanetertæt på moderstjernen bliver pustet op af varmen fra stjernen og dermed får en lettere massefylde. Astronomer fra Hawaii University søgte derfor efter 2 identiske exoplaneter om forskellige stjerner. Og det lykkedes; 2 varme Jupiters på 1,3x Jupiters masse, begge med en omlæbstid på 9dage. På baggrund af data fra de 2 tvillinge planeter kunne de beregne varme modtagelse/afgivelse og fandt at stjernen om den større røde stjerne ganske rigtigt modtog mere varme og dermed pustede sig op og blev lettere. Ikke så meget som forventet, men mere.
Det er ikke helt nok til at bevise årsagssammenhængen, men det er nok til at udelukke nogle af de andre foreslåede teorier.
Se "..Twin Planets Could Solve Puffy Planet Mystery" fra Hawaii University
Kun 11 lysår fra Jorden ligger der en tempereret planet på størrelse med Jorden. Det har et hold astronomer opdaget med hjælp fra ESOs planetjæger, instrumentet HARPS. Den nye verden har fået betegnelsen Ross 128 b, og den er nu den næstnærmeste tempererede exoplanet vi kender til efter Proxima b. Det er også den nærmeste exoplanet, som kredser om en inaktiv rød dværgstjerne, og det øger mulighederne for, at exoplaneten kan have liv. Ross 128 b bliver dermed et af hovedmålene for ESOs Extremely Large Teleskope, som vil være i stand til at søge efter biomarkører i exoplaneternes atmosfærer.

Et forskerhold ved ESOs High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) på La Sillaobservatoriet i Chile har opdaget, at røde dværgstjerne Ross 128 har en lille exoplanet med en omløbstid på 9,9 døgn i kredsløb omkring sig. Det forventes at temperaturen på exoplaneten, som er på størrelse med Jorden, er tempereret, med en overfladetemperatur nogenlunde som på Jorden. Ross 128 er den mest rolige blandt de nære stjerner, hvor der indtil nu er fundet en exoplanet af denne type.

"Opdagelsen her bygger på mere end et årti med intensiv overvågning af stjernen med HARPS, kombineret med den mest moderne teknik indenfor data behandling og analyse. Det er kun HARPS, som kan observere med den nødvendige nøjagtighed, og det endda stadig her 15 år efter, at det blev taget i brug," forklarer Nicola Astudillo-Defru (Geneva Observatory – University of Geneva, Schweiz), som er medforfatter på den nye artikel.

Røde dværge er nogen af de koldeste og svageste - men yderst almindelige - stjerner i Universet. Det gør, at de er gode mål for eftesøgningen efter exoplaneter, så de bliver studeret i stigende omfang. Faktisk har det observationsprogram, som er i gang, fået navnet "Genvejen til glæden" - The shortcut to Happiness, af lederen af projektet Xavier Bonfils (Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble – Université Grenoble-Alpes/CNRS, Grenoble, Frankrig). Det er nemlig lettere at finde kolde søskende til Jorden ved disse stjerner end ved stjerner, som mere ligner Solen.

På mange af de røde dværge, blandt andet på Proxima Centauri, forekommer der udbrud, som ind imellem bader eventuelle omgivende planeter i dødbringende ultraviolet lys og røntgenstråling. Her ser det dog ud som om Ross 128 er meget mere afdæmpet, og derfor kan dens exoplaneter være de nærmeste gode kandidater til muligt liv.

I øjeblikket er Ross 128 ca 11 lysår fra os, men den nærmer sig, og med tiden forventer vi, at den bliver vores nærmeste nabo på stjernehimlen. Det er godt nok først om 79 000 år, men det er jo bare et øjeblik i kosmisk sammenhæng. Til den tid overtager Ross 128 b så æren af at være Jordens nærmeste exoplanetnabo!

Ud fra HARPSdataene har forskerne fundet ud af, at Ross 128 b kredser 20x tættere om sin stjerne end Jordens om Solen. På trods af den ringe afstand, får Ross 128 b kun 1,38x mere stråling end Jorden får. Som følge af det, ligger Ross 128 b's ligevægtstemperatur et sted imellem -60° og +20°, takket være den røde dværgs ringe lysstyrke og lave overfladetemperatur - på kun godt halvdelen af Solens. Forskerne, som har været med ved opdagelsen kalder Ross 128 b for en tempereret planet, men ud over det, kan vi endnu ikke vide, om exoplaneten ligger indenfor, udenfor eller lige på kanten af den beboelige zone, hvor der kan eksistere flydende vand på overfladen. Det afhænger nemlig i meget høj grad af sammensætningen af en eventuel atmosfære omkring exoplaneten.


For tiden opdager astronomerne flere og flere tempererede exoplaneter, og næste trin bliver et mere detaljeret studium af deres atmosfærer, sammensætning og kemi. Det vil være et altafgørende næste trin, hvis man finder biomarkører; heriblandt fri ilt, i de nærmeste exoplaneters atmosfærer, og det vil ESO nye Extremely Large Telescope (ELT) være skræddersyet til at opklar.

"ESOs nye udstyr bliver afgørende, når vi skal opbygge en oversigt over exoplaneter med masser i størrelsesorden med Jorden. Særligt NIRPS, som er HARPS' infrarøde supplement, vil hjælpe til med at forbedre effektiviteten ved observationer af røde dværge. De udsender nemlig det meste af deres stråling i det infrarøde område. Og så, når vi får ELT, får vi mulighed for meget bedre at observere og karakterisere en stor del af disse planeter," slutter Xavier Bonfils.

Kilde: ESO
Merkur exomppne I foråret fandt astronomer en mulig Merkur-størrelse måne om en jupiterklasse exoplanet Kepler-1625 b-i. Den er endnu ikke endeligt bekræftet, men Hubble vil bruge observationstid på den i nær fremtid.

I mellemtiden har tyske astronomer studeret dataene for fundet og lavet modeller af den - hvis den eksisterer. Deres analyser som er publiceret på arXiv er ikke beregnet til at vise at den er der, men hvor stor den er hvis den er der.

Og dataene viser at den er større end Jorde, men mindre end Neptun! Ingen måne i vores eget solsystem er dermed tilnærmelsesvist stå stor som Kepler-1625 b-i!
... Hvis fundet er ægte og ikke noget andet.
Model af exoplaneten GJ876 De seneste års analyser af exoplaneter med nyt udstyr, har gjort det muligt at studere exoplaneters atmosfære, når den gennemlyses af stjernelyset,når den formørker dens stjerne. Hidtil har man dog dermed kun kunnet få et enkel tværsnit af planetens atmosfære.

Men en nye teknik til at 3D modellere planeterne, ved at sammensætte flere tværsnit til en dynamisk 3D model, gør det muligt at modellere hvordan havis, skydække og eventuelle bjerge påvirker temperaturen og beboeligheden.
Ved at bruge metoden til undersøgelser af exoplaneten GJ 876, fandt man at den ikke som hidtil antaget er dækket af is, men af hav, afbrudt af havis. Dermed er den potentielt beboelig, eller kan huse liv.

Kilde: New NASA Study Improves Search for Habitable Worlds
Exoplanetn Wasp 19bDen store og varme gasplanet WASP-19b har titaniumoxid, natrium og vanddamp i atmosfæren. Opdagelsen er gjort med ESOs VLT og instrumentet FORS2. Astronomerne har fået nye og spændende oplysninger om atmosfærens kemiske sammensætning, temperaturen og trykforholdene omkring denne usædvanlige og meget varme klode, og den nye opdagelser offentliggøres idag i tidsskriftet Nature.

Et astronomisk forskerhold ledet af Elyar Sedaghati, som er ESO Fellow og for nylig student fra TU Berlin, har undersøgt atmosfæren omkring exoplaneten WASP-19b i større detalje end det tidligere er gjort. Den helt specielle planet vejer nogenlunde det samme som Jupiter i vores eget Solsystem, men den er så tæt ved sin værtsstjerne, at den har en omløbstid på bare 19 timer, og atmosfæren har en anslået temperatur på omkring 2000 grader Celcius.

Imens WASP-19b passerer ind foran stjernen, set fra Jorden, vil noget af stjernens lys passere igennem planetatmosfæren, og det vil give svage spor, som kan ses i det lys, som når frem til instrumenterne på Jorden. Med instrumentet FORS2 , som er monteret på Very Large Telescope, har forskerholdet omhyggeligt analyseret lysets sammensætning, og det viser sig, at atmosfæren indeholder svage spor af titaniumoxid, vanddamp og en smule natrium, og at atmosfæren spreder lyset meget kraftigt.
Analyse af exoplanet-atmosfæren

"Det er ikke en simpel ting at spore den slags molekyler,"/ forklarer Elyar Sedaghati, som har arbejdet i to år på projektet som ESO student. "Vi skal ikke blot bruge data af exceptionel høj kvalitet, men vi skal også bruge meget avancerede analysemetoder. Vi har brugt en algoritme, som gennemsøger mange millioner spektrer, så vi dækker en bred vifte af kemiske sammensætninger, temperaturer og værdier for skyer og dis, for at kunne være sikre i vore konklusioner."

Titaniumoxid finder vi kun sjældent på Jorden. Vi vidste i forvejen, at det findes i atmosfæren omkring kolde stjerner. I atmosfærerne omkring varme planeter som WASP-19b er molekylet varmeabsorberende. Hvis der er nok af det, vil stoffet hindre at varme kan trænge ind i eller forsvinde fra atmosfæren, så der opstår en termisk inversion - altså at temperaturen er højere højt oppe i atmosfæren og lavere længere nede; modsat af de normale tilstande. Ozon spiller en tilsvarende rolle i Jordens atmosfære ved at skabe inversion i stratosfæren.

"Når der er titaniumoxid i WASP-19b's atmosfære kan det have en voldsom virkning på atmosfærens temperaturforhold og luftcirkulationen," forklarer Ryan MacDonald, som også er med på forskerholdet, og som er astronomi ved Cambridge Universitety i Storbrittannien. "Det er rigtig spændende og meget lovende, at vi nu kan undersøge exoplaneter i så fine detaljer," siger han.

Astronomerne har indhøstet observationer af WASP-19b i en periode på over et år. Forskerne har målt de relative forskelle i exoplanetens radius ved forskellige bølgelængder for det lys, som er passeret igennem exoplanetens atmosfære, og så har de sammenlignet observationerne med teoretiske atmosfæremodeller. Herved har de kunnet beregne nogle af de atmosfæriske forhold, såsom den kemiske sammensætning i exoplanetens atmosfære.

Nyheden om tilstedeværelsen af metaloxider som for eksempel titaniumoxid, og andre stoffer vil gøre det meget mere præcist at konstruere modeller for exoplaneternes atmosfærer. En gang i fremtiden, når astronomerne også kan observere atmosfærer for de planeter, som kan huse liv, vil de forbedrede atmosfæremodeller gøre det meget lettere at fortolke fremtidens observationer.

"Opdagelsen her er blevet mulig fordi instrumentet FORS2 er blevet opgraderet, netop med dette mål," tilføjer medlem af forskerholdet Henri Boffin fra ESO, som har stået for opgraderingen. "Med det, vi har gjort, er FORS2 nu blevet det bedste instrument, vi har på jordoverfladen til at udføre den slags arbejde," tilføjer Nikku Madhusudhan fra Cambridge University, som har stået for de teoretiske fortolkninger af observationerne.
Kilde:ESO