Ny forskning med hjälp av data som samlats in av European Southern Observatory (ESO) har avslöjat att en lite känd exoplanet kallad K2-18b mycket väl kan vara en skalad version av jorden.

Lika spännande, samma forskare upptäckte också för första gången att planeten har en granne.

"Att kunna mäta massan och densiteten för K2-18b var enormt, men att upptäcka en ny exoplanet var tur och lika spännande, säger huvudförfattaren Ryan Cloutier, doktorand i U vid T Scarboroughs Center for Planet Science, U vid T:s avdelning för astronomi och astrofysik, och Université de Montréal Institute for research on exoplanets (iREx).

Båda planeterna kretsar kring K2-18, en röd dvärgstjärna som ligger cirka 111 ljusår bort i stjärnbilden Leo. När planeten K2-18b upptäcktes första gången 2015, det befanns vara i en krets inom stjärnans beboeliga zon, vilket gör det till en idealisk kandidat att ha flytande ytvatten, en nyckelkomponent för att ha förutsättningar för livet som vi känner det.

Datauppsättningen som forskarna använde kom från High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) med hjälp av ESO:s 3,6 m teleskop vid La Silla Observatory, i Chile. HARPS möjliggör mätningar av stjärnors radiella hastigheter, som påverkas av närvaron av planeter, ska tas med den högsta noggrannhet som för närvarande finns tillgänglig. Därav, detta instrument möjliggör upptäckt av mycket små planeter runt dem.

För att ta reda på om K2-18b var en skalad version av jorden (mestadels rock), eller en nedskalad version av Neptunus (mestadels gas), forskare måste först räkna ut planetens massa, med hjälp av radiella hastighetsmätningar som tagits med HARPS.

"Om du kan få massan och radien, du kan mäta planetens bulkdensitet och det kan berätta vad huvuddelen av planeten är gjord av, säger Cloutier.

Efter att ha använt en maskininlärningsmetod för att räkna ut massmätningen, Cloutier och hans team kunde avgöra att planeten antingen är en mestadels stenig planet med en liten gasformig atmosfär - som jorden, men större - eller en mestadels vattenplanet med ett tjockt islager ovanpå.

"Med nuvarande data, vi kan inte skilja mellan de två möjligheterna, "säger han." Men med James Webb rymdteleskop (JWST) kan vi undersöka atmosfären och se om den har en omfattande atmosfär eller om det är en planet täckt av vatten. "

JWST, som kommer att lanseras 2019, kommer att vara avgörande för att samla in en rad data för att studera solsystemet, tidiga universum och exoplaneter.

"Det finns stor efterfrågan på att använda detta teleskop, så du måste vara noggrann med att välja vilka exoplaneter du ska titta på, säger René Doyon, en medförfattare på tidningen som också är huvudutredare för NIRISS, den kanadensiska rymdorganisationens instrument ombord på JWST.

"K2-18b är nu ett av de bästa målen för atmosfäriska studier, det kommer nästan överst på listan. "

Det var när han tittade igenom data från K2-18b som Cloutier märkte något ovanligt. Förutom att en signal uppstår var 39:e dag från rotationen av K2-18, och en som äger rum var 33:e dag från banan för K2-18b, han märkte en annan signal som inträffade var nio dagar.

"När vi först kastade data på bordet försökte vi ta reda på vad det var. Du måste se till att signalen inte bara är brus, och du måste göra en noggrann analys för att verifiera det, men att se den initiala signalen var en bra indikation på att det fanns en annan planet, "Säger Cloutier.

Cloutier samarbetade med ett internationellt team av forskare från Observatoire Astronomique de l'Université de Genève, institutet för forskning om exoplaneter (iREx), Université de Grenoble, U av T Scarborough, och Universidade do Porto.

Medan den nyligen beskrivna planeten K2-18c ligger närmare sin stjärna, och förmodligen för varmt för att vara i den beboeliga zonen, precis som K2-18b verkar det också vara en Super-Earth vilket betyder att den har en massa som liknar jorden. Cloutier, som hade satt som mål att upptäcka en ny exoplanet inom sin doktorsexamen, anser sig mycket lycklig att ha upptäckt det i denna dataset.

"Det var inte ett eureka -ögonblick eftersom vi fortfarande var tvungna att gå igenom en checklista med saker att göra för att verifiera data. När alla rutor var markerade sjönk det in i det, Wow, detta är faktiskt en planet. "