En bild av Neptunus tagen av rymdfarkosten Voyager jämfört med en konstnärs föreställning om exoplaneten K2-263b. Kredit:NASA; exoplanetkyoto.org
De anmärkningsvärda upptäckterna av exoplaneter som Kepler- och K2-uppdragen gjorde har gjort det möjligt för astronomer att börja pussla ihop jordens historia och förstå hur och varför den skiljer sig från dess olika exoplanetära kusiner. Två fortfarande enastående pussel inkluderar skillnaderna mellan bildandet och utvecklingen av steniga och icke-steniga små planeter, och varför det verkar finnas ett storleksgap med väldigt få exoplaneter på eller ungefär två jordradier i storlek (planeter med mindre radier är sannolikt steniga eller jordliknande i sin sammansättning). För att uppskatta en exoplanets sammansättning behövs dess densitet, kräver ett mått på såväl massa som storlek. Medan en radie kan uppskattas från formen av planetens transitkurva när den blockerar värdstjärnans ljus, en massa är svårare att bestämma. För att utveckla den framväxande bilden, dock, exakta och exakta massor krävs för fler planeter som liknar jordens storlek.
Det exoplanetära uppdraget K2 är den återupplivade versionen av Keplers exoplanetära upptäcktsuppdrag. Tillsammans har de upptäckt tusentals exoplaneter, och avslöjade en anmärkningsvärd och oväntad mångfald i exoplanetpopulationen. K2 är endast känslig för kortperiodiska planeter (den har bara hittat ett fåtal med perioder längre än 40 dagar). Exoplaneten K2-263b kretsar kring en stjärna som är mindre massiv än solen (0,86 solmassor) och ligger 536 ljusår bort, mätt med den nya Gaia-satelliten. Denna exoplanet har en radie på 2,41 jordradii (med 5 % osäkerhet). CfA-astronomerna Maria Lopez-Morales, Dave Charbonneau, Raphaelle Haywood, John Johnson, Dave Latham, David Phillips, och Dimitar Sasselov och deras kollegor använde HARPS-N högprecisionsspektrometer på Telescopio Nazionale Galileo i La Palma, Spanien, att mäta exoplanetens periodiska hastighet när den kretsade och därmed härleda dess massa.
Hastighetsmätningarna i HARPS-N var förvånansvärt exakta - osäkra till ungefär bara elva miles i timmen, om hastigheten för en långsam cyklist. Från orbitaldetaljerna erhöll forskarna en exoplanetmassa på 14,8 jordmassor och en densitet på cirka 5,6 gram per kubikcentimeter (som jämförelse, vattnets densitet är ett gram per kubikcentimeter, och medeldensiteten för den steniga jorden är 5,51 gram per kubikcentimeter). Forskarna drar slutsatsen att K2-263b med största sannolikhet innehåller en motsvarande mängd is jämfört med stenar, ungefär i överensstämmelse med nuvarande idéer om planetbildning och de relativa förekomsterna i en cirkumstellär nebulosa av byggstenselement som järn, nickel, magnesium, kisel, syre, kol och kväve.