En nylig bekreftet planet funnet i data fra Kepler-oppdraget leverer romteleskopets oppgave å finne planeter i jordstørrelse rundt andre stjerner. Kepler-78b suser rundt vertsstjernen sin hver 8,5 time i en avstand på rundt 1,5 millioner kilometer, noe som gjør den til et flammende inferno og ikke egnet for livet slik vi kjenner det.
"Vi har hørt om den sungrazing Comet ISON som kommer til å gå veldig nær solen neste måned," sa Andrew Howard, fra University of Hawaii ved Manoa’s Institute for Astronomy. "Kometen ISON vil nærme seg solen omtrent på samme avstand som Kepler-78b går i bane rundt stjernen sin, så denne planeten tilbringer hele livet som solbriller."
Howard er hovedforfatter på et av to artikler publisert i Nature som beskriver oppdagelsen av den nye planeten. Han snakket under en medie-webcast som diskuterte funnet.
"Dette er en planet som eksisterer, men bør ikke," la astronom David Latham fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) til, og diskuterte også funnet under webcasten.
Kepler-78b er 1,2 ganger jordens størrelse med en diameter på 14 800 km (1,700 mil) og 1,7 ganger mer massiv. Som et resultat sier astronomer at den har en tetthet som ligner Jordens, noe som antyder en jordlignende sammensetning av jern og stein. En håndfull planeter på størrelse med eller masse av Jorden er blitt oppdaget, men Kepler-78b er den første som har både en målt masse og størrelse. Med begge mengder kjent, kan forskere beregne en tetthet og bestemme hva planeten er laget av.
Stjernen er litt mindre og mindre massiv enn solen og ligger omtrent 400 lysår fra Jorden i stjernebildet Cygnus.
Kepler-78bs nærbane er imidlertid en utfordring for teoretikerne. I henhold til gjeldende teorier om planetdannelse kunne den ikke ha dannet seg så nær stjernen, og den kunne heller ikke flyttet dit. Tilbake da dette planetariske systemet ble dannet, var den unge stjernen større enn den er nå. Som et resultat ville den nåværende bane til Kepler-78b vært inne i den hovne stjernen.
"Det kunne ikke ha dannet seg på plass fordi du ikke kan danne en planet inne i en stjerne," sa teammedlem Dimitar Sasselov, også fra CfA. “Det kunne ikke ha dannet seg lenger ut og migrert innover, for det ville ha migrert helt inn i stjernen. Denne planeten er en gåte. ”
En idé, antydet Howard, er at planeten er den resterende kjernen av en tidligere gassgigantplanet, men det viser seg også å være et problem. "Vi vet bare ikke hva opprinnelsen til denne planeten er," sa Howard.
Imidlertid føler de to lagene med planetjegere at dens eksistens er godt for fremtidige funn av beboelige planeter.
De to uavhengige forskerteamene brukte bakkebaserte teleskoper for oppfølgingsobservasjoner for å bekrefte og karakterisere Kepler-78b. Teamet ledet av Howard brukte W. M. Keck observatorium på toppen av Mauna Kea på Hawaii. Det andre teamet ledet av Francesco Pepe fra Universitetet i Genève, Sveits, gjorde sitt bakkearbeid på Roque de los Muchachos-observatoriet på La Palma på Kanariøyene.
For å bestemme planetens masse, benyttet lagene radialhastighetsmetoden for å måle hvor mye gravitasjonstauet til en kretsende planet får stjernen til å vingle. Kepler bestemmer derimot størrelsen eller radiusen til en planet med mengden stjernelys som er blokkert når den passerer foran vertsstjernen.
"Å bestemme massen til en jordstørr planet er teknisk skremmende," sa Howard under webcasten og forklarte hvordan de brukte HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) på Keck. “Vi presset HIRES til det ytterste. Observasjonene var vanskelige fordi stjernen er ung med mange flere stjerneflekker (akkurat som solflekker på vår sol) enn vår sol, og vi må fjerne dem fra dataene våre. Men siden denne planeten går i bane rundt hver åttende halvannen time, kunne vi se en hel bane på en natt. Vi så tydelig planetens signal, og vi så det åtte forskjellige netter. "
David Aguilar fra CfA sa at begge lag visste at det andre teamet studerte denne stjernen, men de sammenliknet ikke arbeidet før begge lagene var klare til å sende inn papirene sine slik at de ikke ville påvirke hverandre. "Det var veldig oppmuntrende at begge lag fikk samme resultat," sa Aguilar.
Howard synes også å ha to separate lag som fungerer på samme mål, var flott. "Vi trengte ikke å vente på ytterligere bekreftelse av planeten, fordi de to lagene bekreftet hverandre," sa han. "I vitenskapen er dette så bra som det blir."
Francesco Pepe fra det andre teamet sa at de hadde godt av å bruke en tvilling av den originale HARPS (High precision Radial velocity Planet Searcher) som har funnet nesten 200 eksoplaneter. “HARPS North på La Palma har samme presisjon og effektivitet som tvillingen sin,” forklarte Pepe under webcasten, “og vi bestemte oss for å garantere tid til å følge opp små eksoplanettkandidater fra Kepler. Vi optimaliserte observasjonsstrategien, og vi forventer mange flere bekreftelser de kommende årene fra denne teknikken. ”
Når det gjelder Kepler-78b, er dette en dødsdømt verden. Gravitasjons tidevann vil fortsette å trekke Kepler-78b enda nærmere stjernen. Etter hvert vil den bevege seg så nær at stjernens tyngdekraft vil rive verden fra hverandre. Teoretikere spår at planeten vil forsvinne i løpet av tre milliarder år. Interessant, sier astronomer, solsystemet vårt kunne ha holdt en planet som Kepler-78b. Hvis den hadde hatt det, ville planeten blitt ødelagt for lenge siden og ikke etterlatt noen tegn for astronomer i dag.
"Vi oppdaget ikke flere planeter i dette systemet," sa Howard, "men vi håper å kunne observere dette systemet i fremtiden."
Paper av Howard et al .: A Rocky Composition for a Earth-sized Exoplanet
Paper av Pepe et al .: En jordstørr planet med en jordlignende tetthet
Tilleggsinformasjon: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
