Wolf 503b, en exoplanet dubbelt så stor som jorden, har upptäckts av ett internationellt kanadensiskt team, Amerikanska och tyska forskare som använder data från NASA:s Kepler rymdteleskop. Fyndet beskrivs i en ny studie vars huvudförfattare är Merrin Peterson, ett institut för forskning om exoplaneter (iREx) doktorand som började sin magisterexamen vid Université de Montréal (UdeM) i maj.

Wolf 503b är cirka 145 ljusår från jorden i Jungfrun konstellationen; den kretsar om sin stjärna var sjätte dag och är därmed mycket nära den, ungefär tio gånger närmare solen än kvicksilver.

"Upptäckten och bekräftelsen av denna nya exoplanet var mycket snabb, tack vare samarbetet som jag och min rådgivare, Björn Benneke, är en del av, "Sa Peterson." I maj, när den senaste versionen av Kepler K2 -data kom in, vi körde snabbt ett program som gjorde att vi kunde hitta så många intressanta kandidat -exoplaneter som möjligt. Wolf 503b var en av dem. "

Programmet som teamet använde identifierar distinkta, periodiska nedgångar som uppträder i en stjärnas ljuskurva när en planet passerar framför den. För att bättre karakterisera systemet Wolf 503b är en del av, astronomerna fick först ett spektrum av värdstjärnan vid NASA Infrared Telescope Facility. Detta bekräftade att stjärnan är en gammal 'orange dvärg', något mindre lysande än solen men ungefär dubbelt så gammal, och tillät en exakt bestämning av radien för både stjärnan och dess följeslagare.

För att bekräfta att följeslagaren verkligen var en planet och undvika att göra en falsk positiv identifiering, laget erhöll adaptiva optiska mätningar från Palomar Observatory och undersökte också arkivdata. Med dessa, de kunde bekräfta att det inte fanns några binära stjärnor i bakgrunden och att stjärnan inte hade en annan, mer massiv följeslagare som kan tolkas som en transiterande planet.

Wolf 503b är intressant, för det första, på grund av dess storlek. Tack vare Kepler -teleskopet, vi vet att de flesta planeterna i Vintergatan som kretsar nära sina stjärnor är ungefär lika stora som Wolf 503b, någonstans mellan den storleken på jorden och Neptunus (som är 4 gånger större än jorden). Eftersom det inte finns något liknande dem i vårt solsystem, astronomer undrar om dessa planeter är små och steniga "superjordar" eller gasformiga miniversioner av Neptunus. En ny upptäckt visar också att det finns betydligt färre planeter som är mellan 1,5 och 2 gånger jordens storlek än de antingen mindre eller större än så. Denna droppe, kallade Fulton -gapet, kan vara det som skiljer de två planeterna från varandra, forskare säger i sin studie av upptäckten, publicerad 2017.

"Wolf 503b är en av de enda planeterna med en radie nära gapet som har en stjärna som är tillräckligt ljus för att kunna ta emot mer detaljerade studier som bättre kommer att begränsa dess sanna natur, "förklarade Björn Benneke, en UdeM -professor och medlem i iREx och CRAQ. "Det ger ett viktigt tillfälle att bättre förstå ursprunget till detta radiegap såväl som naturen hos de spännande populationerna av" superjordar "och" sub-Neptuner "som helhet."

Den andra anledningen till intresset för Wolf 503b -systemet är att stjärnan är relativt nära jorden, och därmed väldigt ljus. En av de möjliga uppföljningsstudierna för ljusa stjärnor är mätningen av deras radiella hastighet för att bestämma massan av planeterna i omloppsbana runt dem. En mer massiv planet kommer att ha ett större gravitationstryck på sin stjärna, och variationen i stjärnhastigheten över tiden kommer att bli större. Massan, tillsammans med radien bestämd av Keplers observationer, ger planetens bulkdensitet, som i sin tur berättar något om dess sammansättning. Till exempel, i dess radie, om planeten har en sammansättning som liknar jorden, det måste vara ungefär 14 gånger dess massa. Om, som Neptunus, den har en atmosfär rik på gas eller flyktiga ämnen, det skulle vara ungefär hälften så massivt.

På grund av dess ljusstyrka, Wolf 503 kommer också att vara ett utmärkt mål för det kommande James Webb -rymdteleskopet. Med hjälp av en teknik som kallas transiteringsspektroskopi, det kommer att vara möjligt att studera det kemiska innehållet i planetens atmosfär, och att detektera närvaron av molekyler som väte och vatten. Detta är avgörande för att verifiera om det liknar jordens, Neptunus eller helt annorlunda än atmosfären på planeter i vårt solsystem.

Liknande observationer kan inte göras på de flesta planeter som hittats av Kepler, eftersom deras värdstjärnor vanligtvis är mycket svagare. Som ett resultat, bulkdensiteterna och atmosfäriska kompositionerna för de flesta exoplaneter är fortfarande okända.

"Genom att undersöka Wolf 503b:s karaktär, vi kommer att förstå mer om planets struktur nära radiegapet och mer allmänt om mångfalden av exoplaneter som finns i vår galax, "sa Peterson." Jag ser fram emot att lära mig mer om det. "