Sinds het midden van de jaren negentig, toen de eerste planeet rond een andere ster werd ontdekt, verzamelen astronomen exoplaneten. In een nieuwe studie hebben astronomen deze planeten geclassificeerd en ontdekt dat de meeste planeten die tot nu toe zijn gevonden, in grootte zijn verdeeld in twee groepen: rotsachtige aardse planeten en grotere mini-neptunes. Het team gebruikte gegevens van NASA's Kepler-missie en Keck-observatorium.
In feite toont de studie aan dat ons Melkwegstelsel de voorkeur geeft aan twee soorten planeten: rotsachtige werelden die 1,75 keer zo groot zijn als de aarde, en mini-neptunes bedekt met gas, die 2 tot 3,5 keer groter zijn dan de aarde. De Melkweg vormt zelden planeten met afmetingen tussen deze twee groepen.
Het diagram toont het aantal kleine exoplaneten per 100 sterren, afhankelijk van hun grootte ten opzichte van de aarde. Credit: NASA / Ames / Caltech / Universiteit van Hawaï (BJ Fulton)
“Er zijn geen planeten in het zonnestelsel met de grootte tussen de aarde en Neptunus. Een van de grootste verrassingen van Kepler is dat bijna elke ster minstens één planeet heeft die groter is dan de aarde maar kleiner dan Neptunus. We zouden graag willen weten wat deze mysterieuze planeten zijn en waarom we ze niet hebben”, zegt Eric Petigura, co-auteur van de studie aan het California Institute of Technology (VS).
Kepler zoekt naar verre werelden met behulp van de transitmethode. De omvang van de zonsverduistering correleert met de grootte van de planeet, maar om de grootte ervan nauwkeurig te bepalen, is het nodig om de ster te meten. Een team van wetenschappers van het California Institute of Technology, samen met collega's van verschillende instellingen, heeft de grootte van de planeten nader bekeken met behulp van het Keck Observatory. Ze hebben jarenlang spectrale gegevens verzameld over sterren met 2000 planeten uit de Kepler-catalogus. Spectrale gegevens leverden nauwkeurige metingen van de grootte van sterren op, waardoor onderzoekers op hun beurt de grootte konden bepalen van de exomeren die eromheen draaien.
Met nieuwe gegevens van het Keck Observatorium konden de onderzoekers de grootte van 2.000 planeten 4 keer nauwkeuriger bepalen. Toen wetenschappers ze uitzochten, waren ze verrast om een opvallende kloof te ontdekken tussen groepen rotsachtige landen en mini-Neptunus.
De reden voor de kloof is niet duidelijk, maar wetenschappers hebben twee mogelijke verklaringen bedacht. De eerste is gebaseerd op het idee dat de natuur er de voorkeur aan geeft planeten te creëren die ongeveer zo groot zijn als de aarde. Sommige van deze planeten vangen, om redenen die nog niet volledig worden begrepen, uiteindelijk genoeg gas om "de grens over te steken" en worden gasvormige mini-neptunes.
Het diagram laat zien hoe exoplaneten ter grootte van de aarde en mini-neptunus worden gevormd. Credit: NASA / Ames / Caltech / Universiteit van Hawaï (BJ Fulton)
Promotie video:
“Mini Neptunes zijn als rotsen met grote gasballen eromheen. De waterstof en helium in de bal dragen niet bij aan de massatoename van het hele systeem als geheel, maar ze leveren een enorme bijdrage aan het volume, waardoor de planeten veel groter worden”, vervolgt Eric Petigura.
De tweede mogelijke reden waarom de planeten geen tussenliggende afmetingen hebben, houdt verband met het verlies van gas, of liever gezegd verbranding bij blootstelling aan straling van de gastster. Beide scenario's verklaren waarschijnlijk de kloof in de grootte van de planeet. “In de toekomst zijn onderzoekers van plan de inhoud van zware elementen op deze planeten te bestuderen om meer te weten te komen over hun samenstelling. We leven in de gouden eeuw van planetaire astronomie omdat we duizenden planeten rond andere sterren vinden. We werken momenteel aan het begrijpen van de samenstelling van mini-neptunus. Dit zou moeten verklaren waarom deze werelden zich zo vaak in de banen van andere sterren vormen en waarom ze niet rond de zon bestaan ”, concludeerde Eric Petigura.
Roman Zakharov
