Denna illustration visar var gigantiska planeter finns i förhållande till sina värdstjärnor. Nya resultat från California Legacy Survey, där hundratals stjärnor och planeter undersöktes, avslöjar att jätteplaneter runt andra stjärnor tenderar att kretsa mellan 1 och 10 astronomiska enheter (AU) från sina stjärnor. En AU är avståndet mellan jorden och solen. Resultaten visas i detta diagram, så att de högre byggnaderna visar var de flesta av de gigantiska planeterna tenderar att "leva" i förhållande till sina stjärnor, dvs. i zonen mellan 1 och 10 AU från sina stjärnor. Jätteplaneter som bor mycket nära sina stjärnor, i dagligt tal känd som "heta Jupiters, ” få ett överflöd av ljus och värme från sina närliggande värdstjärnor, och är sålunda prydda i solglasögon. Mer avlägsna jättar får mycket mindre ljus från sina värdstjärnor och är därför kallare och avbildade med hattar och hörselkåpor. Kredit:California Legacy Survey/T. Pyle (Caltech/IPAC)
Nuvarande och tidigare astronomer från University of Hawaiʻi Institute for Astronomy (IfA) har avslutat en massiv samarbetsstudie som syftar till att avgöra om de flesta solsystem i universum liknar vårt eget. Med hjälp av W. M. Keck Observatory på Maunakea i Hawaii, den 30-åriga planetariska folkräkningen försökte hitta var jätteplaneter tenderar att vistas i förhållande till sina värdstjärnor.
I vårt solsystem, jätteplaneterna – Jupiter och Saturnus – finns i de kyliga yttre regionerna, medan mindre planeter tenderar att kretsa närmare solen. Jorden lever i en mellanliggande tropisk zon som är väl lämpad för liv, på ett avstånd av 1 AU (astronomisk enhet) från solen. Jupiter är cirka 5 AU från solen, och Saturnus är på 9 AU. En AU, avståndet från jorden till vår sol, är cirka 93 miljoner miles.
"Dynamiskt sett, Jupiter och Saturnus är VIPs – mycket viktiga planeter – i solsystemet, " sa IfA Parrent postdoktor Lauren Weiss. "De tros ha format sammansättningen av de jordiska planeterna, potentiellt hämmar Mars tillväxt och slangbella vattenförande kometer mot jorden."
Vi är normala
Ny data visar att i genomsnitt, det finns 14 kalla jätteplaneter per 100 stjärnor i galaxen, så även om solsystemet inte är den vanligaste typen av planetsystem i galaxen, den är väl representerad. Antalet jätteplaneter som upptäckts runt närliggande stjärnor tyder på att miljarder jätteplaneter finns i Vintergatans galax.
Forskare fann också att jätteplaneter tenderar att ligga cirka 1 till 10 AU från sina värdstjärnor, en mestadels isig region som ligger bortom dessa stjärnors tempererade zoner.
I forskargruppen ingick Weiss, tidigare IfA doktorand BJ Fulton, och tidigare IfA-professor Andrew Howard, som nu är Caltech-professor i astronomi. Fulton, nu en stabsforskare vid Caltechs astronomicenter, mottog Astronomical Society of the Pacifics Robert J. Trumpler-pris 2018, erkänner sin Ph.D. avhandlingsarbete om fördelningen av extrasolära planetmassor som ovanligt viktiga för astronomi.
Den nya forskningen rapporteras i två tidskriftsartiklar som accepteras för publicering i Astrophysical Journal Supplement . Lee Rosenthal, en doktorand vid Caltech som arbetar med Howard, är huvudförfattare till en studie, och Fulton är huvudförfattare till den andra uppsatsen.
hans graf över data som samlats in av California Legacy Survey indikerar att de flesta jätteplaneter i galaxen tenderar att ligga 1 till 10 astronomiska enheter (AU) från sina värdstjärnor. En AU definieras som avståndet från jorden till vår sol, eller cirka 93 miljoner miles. Detta liknar det vi ser i vårt eget solsystem:Jorden kretsar vid 1 AU; Jupiter ligger på cirka 5 AU och Saturnus på 9 AU. Kredit:California Legacy Survey/T. Pyle (Caltech/IPAC)
Maunakea spelar nyckelroll i datainsamling
Forskare observerade 719 solliknande stjärnor i mer än tre decennier, hitta 177 planeter, inklusive 14 som nyligen upptäckts. Planeterna har massor mellan en hundradel och 20 gånger massan av Jupiter.
Projektet, kallad California Legacy Survey, uppstod i Golden State på 1990-talet; hälften av data erhölls med hjälp av Keck Observatory's High-Resolution Echelle Spectrometer (HIRES). Det är den längsta exoplanetundersökningen hittills.
Rosenthal förklarar att undersökningen utformades för att vara opartisk genom att noggrant välja ut slumpmässiga stjärnor, "som om du kunde stoppa din hand i en grippåse med stjärnor och dra ut en slumpmässig planet." Arbetar med detta projekt som en del av sin doktorsexamen. avhandling, Rosenthal säger att det var "ödmjukt att arbeta med ett 30-årigt projekt där en del av uppgifterna är äldre än jag är."
I vårt solsystem, vi har också planeter som är lite mindre än Jupiter och Saturnus, Uranus och Neptunus, som ligger utanför Saturnus. California Legacy Survey är inte känslig för planeter i det storleksintervallet och på det avståndet.
"Medan vi inte kan upptäcka mindre planeter som liknar Neptunus och Uranus som är väldigt avlägsna från sina stjärnor, vi kan dra slutsatsen att de stora gasjättarna som Jupiter och Saturnus är extremt sällsynta i de yttersta delarna av de flesta exoplanetära system, " förklarade Fulton.
"Denna undersökning är en bra startpunkt för framtida instrument som är känsliga för planeter lika stora som jorden, sa Howard, vem leder ett sådant banbrytande instrument, Keck Planet Finder, som förväntas skickas till Keck Observatory 2022.
I samarbetet ingick forskare från IfA, Caltech, och University of California, och använde främst Keck Observatory och Shane och Automated Planet Finder-teleskopen vid Lick Observatory, nära San Jose, Kalifornien.
Teamet planerar att fortsätta att sålla igenom data efter nya mönster och ledtrådar för att hjälpa till att förstå egenskaperna och bildandet av andra stjärnsystem, samt vårt eget solsystem. De ser också fram emot nästa generations undersökningar.
Den första tidningen i serien, ledd av Rosenthal, har titeln "The California Legacy Survey I. En katalog över 177 planeter från precisionsövervakning av radiell hastighet av 719 närliggande stjärnor under tre decennier." Den andra uppsatsen i serien, ledd av Fulton, har titeln "California Legacy Survey II. Förekomst av jätteplaneter bortom islinjen."
