Космическата обсерватория Кеплер направи няколко интересни находки откакто започна мисията си през март 2009 г. Всичко казано, мисиите Kepler и K2 са открили общо 5 106 планетни кандидати и потвърдиха съществуването на 2493 планети.
Една от най-новите находки, направени с помощта на Kepler, е EPIC 228813918 b, земна (т.е. скалиста) планета, която обикаля около звездата на червено джудже на около 264 до 355 светлинни години от Земята. Това откритие повдига някои интересни въпроси, тъй като за втори път планета с ултра къс орбитален период - тя завършва една орбита само за 4 часа и 20 минути - е била намерена на орбита на червена звезда-джудже.
Изследването, което наскоро беше публикувано онлайн, беше проведено от международен екип от учени, които приветстват институции, вариращи от Масачузетския технологичен институт (MIT), Калифорнийския технологичен институт (Калтех), Токийския технологичен институт и Института на астрофизиката на Канарските острови (IAC) към обсерватории и университети от цял свят.
Както екипът посочи в своето проучване, откриването на тази екзопланета е направено благодарение на данни, събрани от множество инструменти. Това включваше спектрографски данни от 8,2-метровия телескоп Subaru и 10-метровия телескоп Keck I (и двете са разположени на Мауна Кеа, Хаваи) и Северния оптичен телескоп (НЕ) в обсерваторията Roque de los Muchachos в Ла Палма, Испания.
Това беше комбинирано със спекъл изображения от 3,5-метровия телескоп WIYN в Националната обсерватория Кит Пик в Аризона, фотометрия от мисията на НАСА K2 и архивна информация за звездата, която се връща повече от 60 години. След елиминирането на всякакви други възможни обяснения - като затъмняващ двоичен (EB) - те не само потвърдиха орбиталния период на планетата, но и предоставиха ограничения върху нейната маса и размер. Както написаха:
„Използваме комбинация от архивни изображения, AO изображения, RV измервания и моделиране на кривата на светлината че никой правдоподобен затъмняващ двоичен сценарий не може да обясни K2 светлинната крива и по този начин да потвърди планетарния характер на системата. Планетата, чийто радиус определяме, че е 0,89 ± 0,09 [земни радиуси] и която трябва да има маса на желязо, по-голяма от 0,45, орбитира звезда с маса 0,463 ± 0,052 М и радиус 0,442 ± 0,044 R. “
Този орбитален период - четири часа и 20 минути - е вторият най-кратък от всички открити до момента екзопланети, като е само 4 минути по-дълъг от този на KOI 1843.03, който също орбитира звезда от тип M (червено джудже). Това е и най-новото в дълъг ред от наскоро откритите екзопланети, които завършват една орбита на своите звезди за по-малко от ден. Планетите, принадлежащи към тази група, са известни като планети с ултра къс период (USP), от които Кеплер е открил общо 106.
Обаче, това, което може би е най-изненадващо за тази находка, е само колко масивна е тя. Въпреки че те не са измерили пряко масата на планетата, ограниченията им показват, че екзопланетата има горна граница на масата от 0,7 маси на Юпитер - което работи над 222 земни маси. И въпреки това планетата успява да опакова тази газова гигантска маса в радиус, който е от 0,80 до 0,98 пъти по-голям от този на Земята.
Причината за това, те посочват, е свързана с привидния състав на планетата, който е особено богат на метал:
„Това води до ограничаване на състава, като се приема желязна сърцевина и силикатна мантия. Определяме минималната маса на желязото да бъде 0,525 ± 0,075 (срв. 0,7 за KOI 1843,03), което е по-голямо от това на Земята, Венера или Марс, но по-малко от това на Меркурий (приблизително 0,38, 0,35, 0,26 и 0,68, съответно; Reynolds & Summers 1969). “
В крайна сметка откриването на тази планета е важно по ред причини. От една страна, екипът посочи, че ограниченията, които изследването им поставя върху състава на планетата, могат да се окажат полезни за разбирането на начина, по който са създадени нашите собствени слънчеви планети.
„Откриването и характеризирането на екстремни системи, като USP планети като EPIC 228813918 b, е важно, тъй като предлагат ограничения за теориите за формиране на планети“, заключават те. „Освен това, те ни позволяват да започнем да ограничаваме вътрешната им структура - и евентуално тази на планетите с по-дълъг период, ако се покаже, че са единична популация от обекти.“
От друга страна, изследването повдига някои интересни въпроси относно USP планетите - например защо двете планети с най-кратък период бяха открити в орбита от червени звезди джуджета. Възможно обяснение, те твърдят, е, че планетите за кратък период могат да имат по-дълъг живот около М-джуджетата, тъй като орбиталният им разпад вероятно ще бъде много по-бавен. Въпреки това те са бързо предпазливи да правят каквито и да било предварителни заключения, преди да се проведат още изследвания.
В бъдеще екипът се надява да извърши измервания на масата на планетата, използвайки метода на радиалната скорост. Това вероятно ще включва спектрограф с висока разделителна способност от ново поколение, като инфрачервения доплер (IFD) или инструмента CARMENES - които в момента се изграждат за телескопа Subaru и обсерваторията Calar Alto (съответно) за подпомагане на лова на екзопланети около червени звезди джуджета.
Едно нещо обаче е ясно. Тази последна находка е само още една индикация, че звездите на червените джуджета са мястото, където ловците на екзопланети ще трябва да съсредоточат усилията си през следващите години и десетилетия. Тези звезди с ниска маса, ултра хладно и ниско осветеност са мястото, където се правят едни от най-интересните и екстремни находки. И това, което стоим да научим, изучавайки ги, обещава да бъде най-задълбочено!
