Keplerin avaruus observatorio on tehnyt mielenkiintoisia löytöjä sen jälkeen kun se aloitti operaationsa maaliskuussa 2009. Keplerin ja K2: n operaatiot ovat havainneet yhteensä 5 106 planeettaehdokasta ja vahvistaneet 2493 planeetan olemassaolon.
Yksi viimeisimmistä Keplerillä tehdyistä löytöistä on EPIC 228813918 b, maanpäällinen (so. Kivinen) planeetta, joka kiertää punaisen kääpiötähteen noin 264 - 355 valovuoden päässä maasta. Tämä löytö herättää mielenkiintoisia kysymyksiä, koska on toinen kerta, kun planeetta, jolla on erittäin lyhyt kiertorata - se suorittaa yhden kiertoradan vain 4 tunnissa ja 20 minuutissa -, on löydetty kiertävän punaisen kääpiötähteen.
Äskettäin verkossa julkaistun tutkimuksen suoritti kansainvälinen tutkijaryhmä, joka on kotoisin Massachusettsin teknillisestä instituutista (MIT), Kalifornian tekniikan instituutista (Caltech), Tokion teknillisestä instituutista ja instituutista. Kanariansaarten (IAC) astrofysiikasta observatorioille ja yliopistoille ympäri maailmaa.
Kuten ryhmä ilmoitti tutkimuksessaan, tämän eksoplaneetan havaitseminen tehtiin lukuisten välineiden keräämien tietojen ansiosta. Tämä sisälsi spektrografiset tiedot 8,2 metrin Subaru-kaukoputkesta ja 10 metrin Keck I-teleskoopista (molemmat sijaitsevat Mauna Keassa, Havaiji) ja pohjoismaisesta optisesta teleskoopista (EI) Roque de los Muchachosin observatoriossa La Palmassa, Espanja.
Tähän yhdistettiin pilkkokuvat 3,5 metrin WIYN-kaukoputkelta Kitt Peakin kansallisessa observatoriossa Arizonassa, fotometria NASA: n K2-operaatiosta ja arkkitiedot tähdestä, joka juontaa yli 60 vuotta. Poistamisen jälkeen kaikki muut mahdolliset selitykset - kuten pimennysbinaari (EB) - ne eivät vain vahvistaneet planeetan kiertorataa, vaan myös rajoittivat sen massaa ja kokoa. Kuten he kirjoittivat:
“Käyttämällä yhdistelmää arkistokuvia, AO-kuvantamista, RV-mittauksia ja valokäyrämallintamista, näytämme että mikään todennäköinen varjoava binaarinen skenaario ei voi selittää K2-valokäyrää ja siten vahvistaa järjestelmän planeetta-luonnetta. Planeetta, jonka säteen määrittämme olevan 0,89 ± 0,09 [maapallosäde] ja jonka raudan massaosuus on oltava suurempi kuin 0,45, kiertää painotähteen, jonka massa on 0,463 ± 0,052 M ja säde 0,442 ± 0,044 R. ”
Tämä kiertorata - neljä tuntia ja 20 minuuttia - on toiseksi lyhyin kaikista tähän mennessä löydetyistä eksoplaneetoista, joka on vain 4 minuuttia pidempi kuin KOI 1843.03, joka kiertää myös M-tyypin (punainen kääpiö) tähti. Se on myös viimeisin hiljattain löydettyjen eksoplaneettojen pitkällä rivillä, jotka suorittavat yhden tähtensä kiertoradan alle päivässä. Tähän ryhmään kuuluvia planeettoja kutsutaan ultra-lyhytaikaisiksi (USP) planeeteiksi, joista Kepler on löytänyt yhteensä 106.
Mikä on kuitenkin yllättävin tästä löytöstä on vain kuinka massiivinen se on. Vaikka he eivät mittaaneet planeetan massaa suoraan, niiden rajoitukset osoittavat, että eksoplaneetalla on ylempi massaraja 0,7 Jupiterimassaa - mikä toimii yli 222 Maan massaan. Ja silti planeetta onnistuu pakatamaan tämän kaasujätteisen kaltaisen massan säteen, joka on 0,80 - 0,98-kertainen maapallon säteeseen.
Heidän mukaansa syy tähän liittyy planeetan näennäiseen koostumukseen, joka on erityisen rikas metallirikkaassa:
”Tämä johtaa koostumuksen rajoittamiseen olettaen, että rautaydin ja silikaattivaippa ovat. Määritämme pienimmäksi rautamassaosuudeksi 0,525 ± 0,075 (vrt. 0,7 KOI 1843.03: lle), joka on suurempi kuin maan, Venuksen tai Marsin, mutta pienempi kuin elohopean (noin 0,38, 0,35, 0,26 ja 0,68, Reynolds & Summers 1969). ”
Viime kädessä tämän planeetan löytäminen on merkittävä monista syistä. Toisaalta ryhmä ilmoitti, että heidän tutkimuksensa asettamat rajoitukset planeetan koostumukseen voivat osoittautua hyödyllisiksi autettaessa ymmärtämään, kuinka omat aurinko planeettamme olivat.
"Äärimmäisten järjestelmien, kuten USP-planeettojen, kuten EPIC 228813918 b, löytäminen ja karakterisointi on tärkeää, koska ne tarjoavat rajoituksia planeettamuodostusteorioille", he toteavat. "Lisäksi niiden avulla voimme alkaa rajoittaa niiden sisärakennetta - ja mahdollisesti myös pidemmän ajanjakson planeettojen rakennetta, jos niiden osoitetaan olevan yksi esinepopulaatio."
Toisaalta tutkimus herättää mielenkiintoisia kysymyksiä USP-planeetoista - esimerkiksi miksi kaksi lyhimmän ajanjakson planeettaa löydettiin kiertävän punaisia kääpiötähteitä. Mahdollisia selityksiä he väittävät, että lyhytaikaisilla planeetoilla voi olla pidempi elinaika M-kääpiöiden ympärillä, koska niiden kiertoradan hajoaminen olisi todennäköisesti paljon hitaampaa. He ovat kuitenkin varovaisia tekemättä alustavia johtopäätöksiä ennen kuin lisätutkimuksia tehdään.
Tulevaisuudessa joukkue toivoo suorittavan planeetan massan mittaukset säteittäisnopeuden menetelmällä. Tähän sisältyy todennäköisesti seuraavan sukupolven korkearesoluutioinen spektrografi, kuten infrapuna-doppler-instrumentti (IFD) tai CARMENES-instrumentti - joita rakennetaan parhaillaan Subarun teleskoopille ja Calar Alton observatorioon (vastaavasti) avustamaan eksoplaneettojen metsästyksessä. punaisten kääpiötähteiden ympärillä.
Yksi asia on kuitenkin selvä. Tämä viimeisin löytö on vain yksi osoitus siitä, että punaiset kääpiötähdet ovat siellä, missä eksoplaneettojen metsästäjien on keskitettävä ponnistelunsa tulevina vuosina ja vuosikymmeninä. Nämä pienen massan, erittäin viileä ja heikosti kirkas tähdet ovat siellä, missä tehdään joitain mielenkiintoisimmista ja äärimmäisimmistä löytöistä. Ja se, mitä meidän on opittava tutkimalla niitä, lupaa olla syvällisin!
