Ett team av astronomer har använt European Southern Observatorys Very Large Telescope (ESO:s VLT) i Chile för att kasta nytt ljus på planeter runt en närliggande stjärna, L 98-59, som liknar dem i det inre solsystemet. Bland fynden finns en planet med hälften av Venus massa - den lättaste exoplanet som någonsin har mätts med hjälp av tekniken för radiell hastighet - en havsvärld, och en möjlig planet i den beboeliga zonen.

"Planeten i den beboeliga zonen kan ha en atmosfär som kan skydda och stödja liv, " säger María Rosa Zapatero Osorio, en astronom vid Centre for Astrobiology i Madrid, Spanien, och en av författarna till studien som publicerades idag i Astronomi &Astrofysik .

Resultaten är ett viktigt steg i strävan efter att hitta liv på planeter i jordstorlek utanför solsystemet. Detekteringen av biosignaturer på en exoplanet beror på förmågan att studera dess atmosfär, men nuvarande teleskop är inte tillräckligt stora för att uppnå den upplösning som behövs för att göra detta för små, steniga planeter. Det nyligen studerade planetsystemet, kallad L 98-59 efter sin stjärna, är ett attraktivt mål för framtida observationer av exoplanetatmosfärer. Dess kretsar runt en stjärna bara 35 ljusår bort och har nu visat sig vara värd för steniga planeter, som jorden eller Venus, som är tillräckligt nära stjärnan för att vara varma.

Med bidrag från ESO:s VLT, teamet kunde dra slutsatsen att tre av planeterna kan innehålla vatten i deras inre eller atmosfärer. De två planeterna närmast stjärnan i L 98-59-systemet är förmodligen torra, men kan ha små mängder vatten, medan upp till 30 % av den tredje planetens massa kan vara vatten, gör det till en havsvärld.

Vidare, teamet hittade "dolda" exoplaneter som inte tidigare hade upptäckts i detta planetsystem. De upptäckte en fjärde planet och misstänker att det finns en femte, i en zon på rätt avstånd från stjärnan för att flytande vatten ska finnas på dess yta. "Vi har antydningar om närvaron av en jordisk planet i den beboeliga zonen av detta system, " förklarar Olivier Demangeon, en forskare vid Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Universitetet i Porto i Portugal och huvudförfattare till den nya studien.

Studien representerar ett tekniskt genombrott, som astronomer kunde fastställa, med hjälp av den radiella hastighetsmetoden, att den innersta planeten i systemet har bara hälften av Venus massa. Detta gör den till den lättaste exoplanet som någonsin uppmätts med denna teknik, som beräknar stjärnans vinkling som orsakas av den lilla gravitationsdragningen av dess kretsande planeter.

Teamet använde instrumentet Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanets and Stable Spectroscopic Observations (ESPRESSO) på ESO:s VLT för att studera L 98-59. "Utan precisionen och stabiliteten som tillhandahålls av ESPRESSO hade denna mätning inte varit möjlig, " säger Zapatero Osorio. "Detta är ett steg framåt i vår förmåga att mäta massorna av de minsta planeterna bortom solsystemet."

Astronomerna såg först tre av L 98-59s planeter 2019, med hjälp av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Den här satelliten förlitar sig på en teknik som kallas transitmetoden - där dippningen i ljuset som kommer från stjärnan orsakad av en planet som passerar framför den används för att sluta sig till planetens egenskaper - för att hitta planeterna och mäta deras storlekar. Dock, det var bara med tillägg av radiella hastighetsmätningar gjorda med ESPRESSO och dess föregångare, High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS) vid ESO La Silla 3,6-metersteleskop, att Demangeon och hans team kunde hitta extra planeter och mäta massorna och radierna för de tre första. "Om vi ​​vill veta vad en planet är gjord av, det minsta vi behöver är dess massa och dess radie, " förklarar Demangeon.

Teamet hoppas kunna fortsätta att studera systemet med det kommande NASA/ESA/CSA James Webb Space Telescope (JWST), medan ESO:s Extremely Large Telescope (ELT), under uppbyggnad i den chilenska Atacamaöknen och kommer att påbörja observationer 2027, kommer också att vara idealiskt för att studera dessa planeter. "HIRES-instrumentet på ELT kan ha kraften att studera atmosfären på några av planeterna i L 98-59-systemet, på så sätt kompletterar JWST från marken, säger Zapatero Osorio.

"Det här systemet tillkännager vad som kommer, " tillägger Demangeon. "Vi, som ett samhälle, har jagat jordiska planeter sedan astronomins födelse och nu kommer vi äntligen närmare och närmare upptäckten av en jordisk planet i den beboeliga zonen av dess stjärna, som vi kunde studera atmosfären av."

Denna forskning presenterades i en artikel med titeln "Varm jordisk planet med halva massan av Venus som passerar en närliggande stjärna" för att visas i Astronomi &Astrofysik .