Desember 2011 vil gå ned i historien da første gang menneskeheten klarte å oppdage en jordstørrelse planet rundt en annen sollignende stjerne, sa Francois Fressin, en astronom fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Fressin og teamet hans brukte romjaktet Kepler planetjakt for å finne to steinete verdener - den ene bare litt større enn Jorden og den andre litt mindre enn Venus.
De to planetene, kalt Kepler-20e og 20f, er de minste planetene som hittil er funnet. De har diametre på 11.000 km (6.900 mil) og 13.190 km (8.200 mil) - tilsvarer 0,87 og 1,03 ganger jorden. Astronomer forventer at disse verdenene har steinete komposisjoner, så massene deres bør være mindre enn 1,7 og tre ganger jordens.
De to verdenene er del av et system med flere planter med fem planeter rundt den samme stjernen, og ligger omtrent 1000 lysår unna i stjernebildet Lyra. "Folk kan peke på det området på himmelen og si at det er her epoken med ekso-jorden begynte," sa Fressin og la til at de to steinete verdenene er for nær stjernen deres - og dermed for varme - til å være beboelige.
Kepler-20e går i bane hver 6. dag i en avstand på 4,7 millioner miles. Kepler-20f går i bane hver 19,6 dag i en avstand på 10,3 millioner miles. På grunn av de tette banene, varmes de opp til temperaturer på 760 Celcius (1400 grader Fahrenheit) og 426 C (800 grader F.)
Solsystemet der disse planetene eksisterer er ganske uvanlig, der steinete og gassplaneter veksler i sine posisjoner i stedet for å bli delt inn i grupper som i vårt eget solsystem.
Den første planeten er en Neptun-lignende verden; deretter den første steinete planeten, Kepler 20e; neste er en annen Neptun-verden; følgende er den neste steinete verdenen 20f, og deretter en annen Neptunlignende gassplanet.
"Så, stort, lite, stort, lite, stort - som er ulikt noe annet system så langt," sa David Charbonneau, fra Harvard University. ”Vi ble overrasket over å finne dette systemet med flipp-floppende planeter. Det er veldig annerledes enn solsystemet vårt. "
I tillegg er alle planetene veldig tett kompakte og ligger innenfor Mercury-bane rundt sola vår.
Dette uvanlige systemet med vekslende planeter er kanskje ikke uvanlig, da vårt utvalg av solsystemer fortsatt er relativt lite.
"Dette er virkelig et problem for samfunnet vårt å forklare," sa Linda Elkins-Tanton, direktør for Carnegie Institution for Science Department of Terrestrial Magnetism i Washington, som svar på et spørsmål fra Space Magazine om dynamikken i et slikt system. "Vi utfordrer samfunnet av grunnen til at dette skjedde, og det kan godt hende at solsystemet vårt kan være i mindretall."
Astronomene tror ikke planetene til Kepler-20 dannet seg på deres nåværende beliggenhet. I stedet må de ha dannet seg lenger fra stjernen sin og deretter migrert innover, sannsynligvis gjennom samspill med disken med materiale som de alle dannet seg fra. Dette tillot verdens å opprettholde sin vanlige avstand til tross for vekslende størrelser.
"Vi tror de migrerte fordi vi ikke kan forestille oss alle disse tingene så nær stjernen, der det er varmt og bare deler av materialet er i solid form," sa Charbonneau til Space Magazine. "Vi tror fødestedet til en Neptunlignende verden er lenger fra stjernen og over tid flytter planetene inn. Ville ikke bli overrasket om vi ser flere systemer som dette mens vi fortsetter å utforske."
På spørsmål om når Kepler-teamet kan finne en "beste fra begge verdener" -planeten - en som er i riktig størrelse og på rett sted å være beboelig, sa Nick Gautier, forsker fra Kepler-prosjektet at de kan finne en i løpet av det neste året eller to, men Kepler-oppdraget kan trenge en utvidelse for å sikre å finne den hellige gral av eksoplaneter - en som er akkurat som Jorden.
Kepler identifiserer "objekter av interesse" ved å lete etter stjerner som svakere litt, som kan oppstå når en planet krysser stjernens ansikt. For å bekrefte en transiterende planet, ser astronomer etter stjernen til å vingle når den gravitasjonsmessig blir trukket av sin omløpende følgesvenn (en metode som kalles radial hastighet).
Radialhastighetssignalet for planeter som veier en til noen få jordmasser er for lite til å oppdage med dagens teknologi. Derfor må andre teknikker brukes for å validere at et objekt av interesse virkelig er en planet.
En rekke situasjoner kan etterligne dempningen fra en transiterende planet. For eksempel vil et formørkende binærstjernersystem hvis lys blandes med stjernen Kepler-20 skape et lignende signal. For å utelukke slike imposters simulerte teamet millioner av mulige scenarier med Blender - tilpasset programvare utviklet av Fressin og Willie Torres fra CfA. De konkluderte med at oddsen er sterkt til fordel for at Kepler-20e og 20f er planeter.
Fressin og Torres brukte også Blender for å bekrefte eksistensen av Kepler-22b, en planet i den beboelige sonen til stjernen som ble kunngjort av NASA tidligere denne måneden. Imidlertid var den verden mye større enn Jorden.
"Disse nye planetene er betydelig mindre enn noen planet som hittil er funnet i bane rundt en sollignende stjerne," la Fressin til.
For videre lesning:
Papir i Natur
