Nowo zweryfikowana planeta znaleziona w danych z misji Kepler realizuje zadanie teleskopu kosmicznego polegające na znalezieniu planet wielkości Ziemi wokół innych gwiazd. Kepler-78b śmiga wokół swojej gwiazdy macierzystej co 8,5 godziny w odległości około 1,5 miliona kilometrów, co czyni go płonącym piekłem i nie nadaje się do życia, jakie znamy.
„Słyszeliśmy o szalejącej komecie ISON, która w przyszłym miesiącu zbliży się bardzo blisko Słońca”, powiedział Andrew Howard z Uniwersytetu Hawajskiego w Instytucie Astronomii w Manoa. „Kometa ISON zbliży się do Słońca na tej samej odległości, na której Kepler-78b krąży wokół swojej gwiazdy, więc planeta spędza całe swoje życie jako sungrazer.”
Howard jest głównym autorem jednego z dwóch artykułów opublikowanych w Nature, które szczegółowo opisują odkrycie nowej planety. Mówił podczas medialnego webcastu omawiającego odkrycie.
„To planeta, która istnieje, ale nie powinna” - dodał astronom David Latham z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), również omawiając odkrycie w trakcie transmisji internetowej.
Kepler-78b jest 1,2 razy większy od Ziemi, o średnicy 14 800 km (9 200 mil) i 1,7 razy większy. W rezultacie astronomowie twierdzą, że ma gęstość podobną do ziemskiej, co sugeruje podobny do Ziemi skład żelaza i skał. Odkryto garść planet wielkości lub masy Ziemi, ale Kepler-78b jest pierwszym, który ma zarówno zmierzoną masę, jak i rozmiar. Przy obu znanych ilościach naukowcy mogą obliczyć gęstość i ustalić, z czego zbudowana jest planeta.
Jej gwiazda jest nieco mniejsza i mniej masywna niż Słońce i znajduje się około 400 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Łabędzia.
Jednak bliska orbita Keplera-78b stanowi wyzwanie dla teoretyków. Zgodnie z obecnymi teoriami formowania się planet, nie mogła powstać tak blisko swojej gwiazdy, ani nie mogła się tam przenieść. Kiedy formował się ten układ planetarny, młoda gwiazda była większa niż obecnie. W rezultacie obecna orbita Kepler-78b znajdowałaby się wewnątrz spęcznionej gwiazdy.
„Nie mogło powstać na miejscu, ponieważ nie można utworzyć planety wewnątrz gwiazdy” - powiedział członek zespołu Dimitar Sasselov, również z CfA. „Nie mógł się uformować dalej i migrować do wewnątrz, ponieważ migrowałby aż do gwiazdy. Ta planeta jest zagadką. ”
Jednym z pomysłów, sugerowanym przez Howarda, jest to, że planeta jest pozostałym rdzeniem byłej gazowej gigantycznej planety, ale okazuje się to również problemem. „Po prostu nie wiemy, jakie jest pochodzenie tej planety” - powiedział Howard.
Jednak dwa zespoły łowców planet uważają, że jego istnienie dobrze wróży przyszłym odkryciom planet nadających się do zamieszkania.
Dwa niezależne zespoły badawcze wykorzystały naziemne teleskopy do dalszych obserwacji w celu potwierdzenia i scharakteryzowania Kepler-78b. Zespół prowadzony przez Howarda korzystał z Obserwatorium W. M. Kecka na szczycie Mauna Kea na Hawajach. Drugi zespół kierowany przez Francesco Pepe z Uniwersytetu Genewskiego w Szwajcarii wykonał swoją pracę naziemną w Obserwatorium Roque de los Muchachos na wyspie La Palma na Wyspach Kanaryjskich.
Aby określić masę planety, zespoły zastosowały metodę prędkości radialnej do zmierzenia, jak bardzo holownik grawitacyjny na orbicie planety kołysze się. Z drugiej strony Kepler określa rozmiar lub promień planety na podstawie ilości światła gwiazd zablokowanego, gdy przechodzi ona przed gwiazdą macierzystą.
„Określenie masy planety wielkości Ziemi jest technicznie zniechęcające” - powiedział Howard podczas webcastu, wyjaśniając, w jaki sposób wykorzystali HIRES (spektrometr Echelle o wysokiej rozdzielczości) na Kecku. „Zwiększyliśmy HIRES do granic możliwości. Obserwacje były trudne, ponieważ gwiazda jest młoda i ma o wiele więcej plam gwiezdnych (podobnie jak plamy słoneczne na naszym Słońcu) niż nasze Słońce i musimy je usunąć z naszych danych. Ale ponieważ ta planeta krąży co osiem i pół godziny, byliśmy w stanie obserwować całą orbitę w ciągu jednej nocy. Wyraźnie widzieliśmy sygnał planety i oglądaliśmy go przez osiem różnych nocy ”.
David Aguilar z CfA powiedział, że oba zespoły wiedziały, że drugi zespół studiuje tę gwiazdę, ale nie porównały swojej pracy, dopóki oba zespoły nie były gotowe do przesłania swoich dokumentów, aby nie miały na siebie wpływu. „To było bardzo zachęcające, że oba zespoły osiągnęły ten sam wynik”, powiedział Aguilar.
Howard również pomyślał, że dwie osobne drużyny pracujące nad tym samym celem są świetne. „Nie musieliśmy czekać na dalsze potwierdzenie planety, ponieważ obie drużyny potwierdziły się nawzajem” - powiedział. „W nauce jest to tak dobre, jak to możliwe.”
Francesco Pepe z drugiego zespołu powiedział, że skorzystali na bliźniaku oryginalnego HARPS (Wyszukiwarka planet o wysokiej prędkości radialnej), który znalazł prawie 200 egzoplanet. „HARPS North na La Palmie ma taką samą precyzję i skuteczność jak jego bliźniak”, wyjaśnił Pepe podczas webcastu, „i postanowiliśmy zagwarantować czas na sprawdzenie małych kandydatów na egzoplanetę z Kepler. Zoptymalizowaliśmy naszą strategię obserwacji i oczekujemy o wiele więcej potwierdzeń z tej techniki ”.
Jeśli chodzi o Kepler-78b, jest to świat skazany na zagładę. Fale grawitacyjne będą nadal przyciągać Kepler-78b jeszcze bliżej jego gwiazdy. W końcu zbliży się tak blisko, że grawitacja gwiazdy rozerwie świat na strzępy. Teoretycy przewidują, że planeta zniknie w ciągu trzech miliardów lat. Co ciekawe, astronomowie twierdzą, że nasz układ słoneczny mógł utrzymać planetę taką jak Kepler-78b. Gdyby tak było, planeta zostałaby zniszczona dawno temu, nie pozostawiając dziś żadnych znaków astronomom.
„Nie wykryliśmy dodatkowych planet w tym systemie”, powiedział Howard, „ale mamy nadzieję, że będziemy obserwować ten system w przyszłości”.
Paper Howard i wsp .: A Rocky Composition for a Earth-Exoplanet
Paper Pepe i in .: Ziemska planeta o gęstości podobnej do Ziemi
Informacje dodatkowe: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
