Äskettäin vahvistettu planeetta, joka löytyy Kepler-operaation tiedoista, suorittaa avaruusteleskoopin tehtävänä löytää maapallon planeetat muiden tähtijen ympäriltä. Kepler-78b vilkkuu isäntähtinsä ympäri 8,5 tunnin välein noin 1,5 miljoonan kilometrin etäisyydellä, mikä tekee siitä palavan infernon eikä sovi elämään sellaisena kuin me sen tunnemme.
"Olemme kuulleet auringonlaskuisesta komeetasta ISON, joka menee hyvin lähellä aurinkoa ensi kuussa", kertoi Andrew Howard, Hawaiin yliopistosta Manoan tähtitieteen instituutista. "Komeetta ISON lähestyy Aurinkoa suunnilleen saman matkan kuin Kepler-78b kiertää tähdestään, joten tämä planeetta viettää koko elämänsä auringonlaskurina."
Howard on johtava kirjailija yhdessä kahdessa Nature-lehdessä julkaistusta artikkelista, joissa kuvataan uuden planeetan löytö. Hän puhui median webcast-lähetyksen aikana havainnosta.
"Tämä on planeetta, jota on olemassa, mutta jonka ei pitäisi olla", lisäsi tähtitieteilijä David Latham Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta (CfA) keskustelemalla löytöistä myös webcastin aikana.
Kepler-78b on 1,2-kertainen maapallon halkaisijaltaan 14 800 km (9 200 mailia) ja 1,7 kertaa massiivisempi. Seurauksena on, että tähtitieteilijät sanovat, että sen tiheys on samanlainen kuin maan, mikä viittaa maan kaltaiseen raudan ja kivin koostumukseen. Kourallinen planeettoja, joiden koko tai massa on Maa, on löydetty, mutta Kepler-78b on ensimmäinen, jolla on sekä mitattu massa että koko. Kun molemmat määrät ovat tiedossa, tutkijat voivat laskea tiheyden ja päättää, mistä planeetta on tehty.
Sen tähti on hiukan pienempi ja vähemmän massiivinen kuin aurinko ja se sijaitsee noin 400 valovuoden päässä maasta Cygnuksen tähdistössä.
Kepler-78b: n läheinen kiertorata on kuitenkin haaste teoreetikoille. Maapallon muodostumisen nykyisten teorioiden mukaan se ei olisi voinut muodostaa niin lähellä tähtiään, eikä se olisi voinut siirtyä sinne. Kun tämä planeettajärjestelmä muodostui, nuori tähti oli suurempi kuin se on nyt. Seurauksena Kepler-78b: n nykyinen kiertorata olisi ollut turvonneen tähden sisällä.
"Se ei olisi voinut olla muodostunut paikalleen, koska et voi muodostaa planeettaa tähden sisällä", sanoi ryhmän jäsen Dimitar Sasselov, myös CfA: sta. ”Se ei olisi voinut muodostaa kauempana ja siirtyä sisäänpäin, koska se olisi muuttunut kokonaan tähtiin. Tämä planeetta on arvoitus. ”
Yksi Howardin ehdottama idea on, että planeetta on entisen kaasujätteisen planeetan jäännösydin, mutta se osoittautuu myös ongelmaksi. "Emme vain tiedä, mistä tämän planeetan alkuperä on", Howard sanoi.
Kaksi planeetanmetsästäjien ryhmää tuntee kuitenkin, että sen olemassaolo on hyvä lähtökohta asuttavien planeettojen tuleville löytöille.
Kaksi riippumatonta tutkimusryhmää käytti maapallolla sijaitsevia kaukoputkia seurantatutkimuksiin Kepler-78b: n vahvistamiseksi ja karakterisoimiseksi. Howardin johtama ryhmä käytti W. M. Keckin observatorion Mauna Kean huipulla Havaijilla. Toinen ryhmä, jota johti Francesco Pepe Sveitsin Geneven yliopistosta, teki maanpäällisen työnsä Roque de los Muchachosin observatoriossa La Palmassa Kanariansaarilla.
Maapallon massan määrittämiseksi ryhmät käyttivät radiaalinopeuden menetelmää mittaamaan kuinka paljon kiertävän planeetan painovoimahihna saa sen tähden heilumaan. Kepler puolestaan määrittelee planeetan koon tai säteen tähtivalon määrällä, joka estetään, kun se kulkee isäntätärensä edessä.
"Maapallon kokoisen planeetan massan määrittäminen on teknisesti haastavaa", Howard sanoi verkkolähetyksen aikana selittäen kuinka he käyttivät HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) -sovellusta Keckillä. “Työnsimme HIRES rajalle. Havainnot olivat vaikeita, koska tähti on nuori ja siinä on paljon enemmän tähtipisteitä (kuten aurinkopisteillä aurinkoomme) kuin aurinkoomme, ja meidän on poistettava ne tiedoistamme. Mutta koska tämä planeetta kiertää kahdeksan ja puolen tunnin välein, pystyimme katsomaan kokonaista kiertorataa yhdessä yössä. Näimme selvästi planeetan signaalin ja katselimme sitä kahdeksan eri yötä. ”
David Aguilar CfA: sta kertoi, että molemmat joukkueet tiesivät toisen joukkueen tutkivan tätä tähtiä, mutta he eivät verranneet työtään ennen kuin molemmat joukkueet olivat valmiita lähettämään paperinsa, jotta he eivät vaikuttaisi toisiinsa. "Oli erittäin rohkaisevaa, että molemmat joukkueet saivat saman tuloksen", Aguilar sanoi.
Howard ajatteli myös, että kahden erillisen joukkueen työskenteleminen saman kohteen kanssa oli hienoa. "Meidän ei tarvinnut odottaa planeetan vahvistusta, koska kaksi joukkuetta vahvistivat toisiaan", hän sanoi. "Tieteessä tämä on niin hyvä kuin se saa."
Toisen joukkueen Francesco Pepe kertoi hyötyvänsä alkuperäisen HARPS-kaksoissovelluksen (korkean tarkkuuden radiaalinopeuden planeettatutkija) käyttämisestä, joka on löytänyt lähes 200 eksoplaneettaa. ”Pohjois-HARPSilla La Palmassa on sama tarkkuus ja tehokkuus kuin kaksoisillaan”, Pepe selitti verkkolähetyksen aikana, “ja päätimme taata aikaa seurata pieniä eksoplaneetta-ehdokkaita Kepleristä. Optimoimme tarkkailustrategiamme ja odotamme lähivuosina vielä paljon vahvistuksia tästä tekniikasta. ”
Mitä tulee Kepler-78b: hen, se on tuomittu maailma. Painovoimavedet vetävät edelleen Kepler-78b: tä vielä lähempänä tähtiä. Lopulta se liikkuu niin lähellä, että tähden painovoima purkaa maailman toisistaan. Teoreetikot ennustavat, että planeetta katoaa kolmen miljardin vuoden sisällä. Mielenkiintoista on, että tähtitieteilijät sanovat, että aurinkokuntamme olisi voinut pitää Kepler-78b: n kaltaisen planeetan. Jos se olisi, planeetta olisi tuhottu kauan sitten, eikä tähtitieteilijöille ole tänään merkkejä.
"Emme havainneet ylimääräisiä planeettoja tässä järjestelmässä", sanoi Howard, "mutta toivomme tarkkailevan tätä järjestelmää tulevaisuudessa enemmän."
Howardin ym. Kirjoitus: Kivinen koostumus maapallon kokoiselle eksoplaneetalle
Pepe et al.: Maapallon kokoinen planeetta, jolla on maapallomainen tiheys
Lisätietoja: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
