Ny metod hittar sönderslitna planeter

Planeter som håller på att förlora sin atmosfär kan avslöjas genom att de förändrar
sin stjärnas ljus. Genom att studera gasen som sprids ut i planetsystemet kan
forskare lära sig mer om de här planeterna.

Text Anna Davour

Publicerad 2019-12-23

En Neptunusliknande planet håller på att bli av med sin atmosfär, som eroderas bort och bildar ett moln av gas. Bilden är en illustration.
Bild: NASA, ESA and D. Player (STScI)

En grupp astronomer har hittat ett nytt sätt att leta efter planeter kring främmande stjärnor – exoplaneter – och på köpet får de möjlighet att studera en ganska outforskad typ av planet.

Sedan tidigare har det varit känt att vissa planeter som kretsar nära sin stjärna kan förlora en del av sin atmosfär. Den nöts bort av strålning från stjärnan, eller av tidvattenkrafter som sliter i planeten. Gasen som frigjorts breder ut sig i stjärnsystemet, och blockerar en del av stjärnljuset på ett karaktäristiskt sätt.

Forskarna har nu sökt igenom ett stort antal stjärnor för att hitta de stjärnor som omges av ett sådant gasmoln. När de har upptäckt dem följer de upp med noggranna observationer, för att se om det finns någon planet i omloppsbana. De använder då radialhastighetsmetoden, som går ut på att identifiera den typiska vickande rörelse som orsakas av att stjärnan rör sig tillsammans med en eller flera planeter kring en gemensam tyngdpunkt.

Det här är ett effektivt sätt att hitta små planeter, förklarar exoplanetforskaren Carina Persson som har läst forskargruppens artiklar.

– Radialhastighetsmätningar kostar väldigt mycket teleskoptid. Med den här metoden kan de fokusera på rätt stjärnor, säger hon.

Den första sökningen ser lovande ut. Forskarna har hittat sex planeter i tre olika planetsystem.

Det är vanligt med små planeter med ultrakorta omloppstider på bara några dagar – vilket betyder att de är väldigt nära stjärnan. Det finns också många gasjätteplaneter nära sina stjärnor. Däremot saknas mellanstora planeter, jämförbara med Neptunus, med korta omloppstider. Den här bristen kallas för “Neptunus-öknen”. Den vanliga hypotesen är att Neptunusliknande planeter bildas längre ut i ett stjärnsystem, och om de migrerar till en snabb bana nära sin stjärna kommer de inte att kunna hålla kvar sin tjocka atmosfär särskilt länge.

– Små planeter nära sin stjärna kan vara den hårda kärnan som är kvar när atmosfären har eroderats bort, säger Carina Persson.

Genom att studera de här speciella stjärnsystemen kan forskarna nu lära sig mer om de här processerna. Dessutom ger den utspridda gasen från atmosfären en möjlighet att få reda på mer om hur planeter är sammansatta.

– Genom att titta på hela molnet får man information av vad som har lossnat från planeten. Då blir det till och med möjligt att göra geologi för exoplaneterna, säger Carina Persson.

Det här är något som är möjligt inte bara för stora och gasrika, Neptunuslika exoplaneter. Även mindre stenplaneter kan slitas sönder och förångas om de kommer alltför nära sin stjärna, och kan då analyseras med samma metod.

____