12.05.25: Så langt er nesten 7500 planeter oppdaget rundt andre stjerner i Melkeveien. Overraskende nok er de hyppigst forekommende planetene, såkalte sub-Neptuner, av en type vi ikke finner blant de 8 kjente planetene i vårt solsystem. Sub-Neptuner har egenskaper som gjør oss i stand til å undersøke atmosfærens sammensetning, skydekke og andre forhold ved hjelp av det nye James Webb-teleskopet. Denne metoden ga oss nylig de hittil sikreste bevisene for livsformer utenfor vårt solsystem!

av Knut Jørgen Røed Ødegaard

Kunstnerisk fremstilling av den varme sub-Neptun-planeten TOI-421 b.
Illustrasjon: NASA, ESA, CSA, Dani Player (STScI)

I vårt solsystem kjenner vi til 8 planeter (men det kan være flere). Disse var ulike størrelser, men forekommer i hovedkategorier: Steinplanetene Merkur, Venus, Jorden og Mars og de store planetene Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun. Oppdagelsen av nærmere 7500 planeter rundt andre stjerner de siste 30 årene viser imidlertid at den vanligste planettypen er annerledes: Disse planetene er flere ganger større enn Jorden, men mindre enn Neptun både når det gjelder størrelse, masse og tetthet. Samtidig er de betydelig mindre enn gasskjemper som Jupiter og Saturn.

Vi kjente ikke til disse planetene før de ble oppdaget med det nå pensjonerte romteleskopet Kepler for rundt 10 år siden. Nå forsøker forskerne å finne ut hvor disse planetene kom fra, hvorfor de er så vanlige og ikke minst om noen kan være beboelige.

Noen sub-Neptuner kan være vannverdener, andre er innhyllet i tette skyer og atter andre er for varme til å ha et skydekke.

Ved hjelp av James Webb-teleskopet har det blitt mulig å undersøke detaljer i atmosfæren til disse planetene. Dette har gitt oss sterke bevis for livsformer på en planet 124 lysår unna oss, men også annen kunnskap som er svært spennende.

Kunstnerisk fremstilling av planeten K2-18 b (til høyre, i forgrunnen), stjernen K2-18 (venstre) og planeten K2-18 c (mellom de førstnevnte). Tilstedeværelse av metan og karbondioksid og lite ammoniakk tyder på at planet K2-18 b kan ha et hav av vann under en hydrogenrik atmosfære.
Illustrasjon: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

En stekhet verden

Forskerne har nå brukt Webb-teleskopet til å undersøke planeten TOI-421 b som befinner seg svært nær moderstjernen sin 244 lysår unna oss. Når en planet sett fra Jorden passerer for \an moderstjernen sin, går litt av lyset gjennom den ytre delen av planetens atmosfære. Lyset får dermed en slags fingeravtrykk av stoffene i planeatmosfæren, og ved hjelp av såkalt spektroskopi kan vi i prinsippet undersøke sammensetningen til planetens atmosfære.

Før Webb-teleskopet kom i drift så det ut til at de fleste sub-Neptuner har flatt spektrum uten linjer som kan fortelle noe om sammensetningen. Årsaken ser ut til å være at mange sub-Neptuner er innhyllet i tette skyer eller dis.

Ved å studere TOI-421 b har forskerne sett på en annen type sub-Neptun. Denne planeten går så nær moderstjernen sin (avstand bare 0,056 astronomiske enheter – 5,6 % av vår avstand fra Solen) at temperaturen er hele 725 varmegrader, og dermed regnet forskerne med at det ikke er skyer eller dis der.

Overraskende funn

Forskerne fant spektrallinjer fra ulike gasser, blant annet vanndamp og trolig karbonmonoksid og svoveldioksid samt store mengder hydrogen. Men de fant ikke metan og karbondioksid. De store mengdene hydrogengass var en overraskelse siden forskerne hadde forventet å finne tunge molekyler som man tidligere har funnet i atmosfæren til andre sub-Neptuner. Dette tyder på at TIO-421 b kan ha blitt dannet og utviklet seg annerledes enn kjøligere sub-Neptuner.

Spektrum laget ved hjelp av Webb-teleskopet viser flere stoffer i atmosfæren til planeten TOI-421 b.
Illustrasjon: NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

Den hydrogen-dominerte atmosfæren ligner på sammensetningen til planetens moderstjerne – planeten minner derfor mer om kjempeplanetene i vårt eget solsystem enn en vanlig sub-Neptun-planet. Det er også en annen forskjell mellom TOI-421 b og mange andre sub-Neptuner: De fleste går i bane rundt en rød dverg, mens TOI-421 b går i bane rundt en sollignende stjerne, Det kan derfor hende at sub-Neptuner har andre egenskaper rundt sollignende stjerner enn røde dverger, men det må videre forskning avklare.

MER INFORMASJON

Pressemelding fra STScI

Astroevents.no: Spektakulær oppdagelse: Sterkeste bevis hittil for liv på en planet rundt en annen stjerne!

astroevents.no: Flere saker om exoplaneter