Svemirska opservatorija Kepler pronašla je nekoliko zanimljivih nalaza otkad je započela svoju misiju u ožujku 2009. godine. Sve u svemu, misije Kepler i K2 otkrile su ukupno 5.106 planetarnih kandidata i potvrdile postojanje 2.493 planeta.
Jedno od najnovijih nalaza pomoću Keplera je EPIC 228813918 b, zemaljska (tj. Stjenovita) planeta koja orbitira oko zvijezde crvenog patuljaka, nekih 264 do 355 svjetlosnih godina od Zemlje. Ovo otkriće postavlja zanimljiva pitanja, jer je drugi put da je planeta sa ultra kratkim orbitalnim razdobljem - ona završi jednu orbitu za samo 4 sata i 20 minuta - pronađena u orbiti oko zvijezde crvenog patuljaka.
Studiju, koja je nedavno objavljena na mreži, proveo je međunarodni tim znanstvenika koji dolaze iz institucija u rasponu od Massachusetts Institute of Technology (MIT), Kalifornijskog tehnološkog instituta (Caltech), Tokijskog tehnološkog instituta i Instituta od astrofizike Kanarskih otoka (IAC) do zvjezdarnica i sveučilišta iz cijelog svijeta.
Kao što je tim pokazao u svojoj studiji, otkrivanje ove egzoplanete napravljeno je zahvaljujući podacima prikupljenim brojnim instrumentima. Uključili su spektrografske podatke iz 8,2-metarskog teleskopa Subaru i 10-metarskog teleskopa Keck I (oba se nalaze na Mauna Kea, Havaji) i nordijskog optičkog teleskopa (NOT) u opservatoriju Roque de los Muchachos u La Palmi, Španjolska.
To je kombinirano sa speklarnim snimkama s 3,5-metarskog WIYN teleskopa u Nacionalnom opservatoriju Kitt Peak u Arizoni, fotometrijom iz NASA-ine misije K2 i arhivskim podacima o zvijezdi koja postoji preko 60 godina. Nakon što su eliminirali bilo koja druga moguća objašnjenja - poput pomračne binarne binarne slike (EB) - oni su ne samo potvrdili orbitalno razdoblje planeta, već su i ograničili njegovu masu i veličinu. Kako su napisali:
„Pomoću kombinacije arhivskih slika, AO snimanja, RV mjerenja i modeliranja krivulje svjetlosti pokazujemo da nijedan uvjerljiv binarni scenarij pomračenja ne može objasniti K2 svjetlosnu krivulju i tako potvrditi planetarnu prirodu sustava. Planet, čiji polumjer određujemo da je 0,89 ± 0,09 [radijusa Zemlje] i koji mora imati udio mase željeza veći od 0,45, orbitira oko zvijezde mase 0,463 ± 0,052 M i radijusa 0,442 ± 0,044 R. "
Ovo orbitalno razdoblje - četiri sata i 20 minuta - drugo je najkraće otkriće bilo koje egzoplanete do danas, samo 4 minute duže od vremena KOI 1843.03, koje također orbitira zvijezdom M tipa (crveni patuljak). Ona je ujedno i posljednja u dugom nizu nedavno otkrivenih egzoplaneta koji završe jednu orbitu svojih zvijezda za manje od jednog dana. Planeti koji pripadaju ovoj grupi poznati su kao planete ultra kratkog perioda (USP), od kojih je Kepler pronašao ukupno 106.
Međutim, ono što možda iznenađuje u ovom nalazu je samo koliko je on masivan. Iako nisu izravno izmjerili masu planeta, njihova ograničenja ukazuju na to da egzoplanet ima gornju granicu mase od 0,7 Jupiterovih masa - što djeluje na preko 222 mase Zemlje. Pa ipak, planeta uspije spakirati ovu plinovitu gigantsku masu u radijusu koji je 0,80 do 0,98 puta veći od Zemljine.
Razlog za to, ukazuje na njih, ima veze s prividnim sastavom planeta koji je osobito bogat metalom:
"To dovodi do ograničenja sastava, pretpostavljajući željeznu jezgru i silikatni plašt. Određujemo da je najmanji udio mase željeza 0,525 ± 0,075 (usp. 0,7 za KOI 1843,03), što je veće od mase Zemlje, Venere ili Marsa, ali manje od onoga u Merkuru (otprilike 0,38, 0,35, 0,26 i 0,68, odnosno Reynolds & Summers 1969). "
U konačnici je otkriće ove planete značajno iz više razloga. S jedne strane, tim je naznačio da ograničenja koja njihova studija postavlja na sastav planete mogu biti korisna u pomaganju razumijevanja kako nastaju naši solarni planeti.
„Otkrivanje i karakterizacija ekstremnih sustava, poput USP planeta poput EPIC 228813918 b, važno je jer nude ograničenja za teorije formiranja planeta“, zaključuju. "Nadalje, omogućuju nam da počnemo ograničavati njihovu unutarnju strukturu - i potencijalno onu planeta dužeg razdoblja, ako se pokaže da su to jedna populacija objekata."
S druge strane, studija postavlja zanimljiva pitanja o planetama USP - na primjer, zašto su obje planete kratkog razdoblja pronađene u orbiti oko zvijezda crvenih patuljaka. Moguće objašnjenje, tvrde oni, jest da bi planete kratkog perioda mogle imati duži vijek trajanja oko M-patuljaka, jer bi njihov orbitalni propad bio vjerojatno mnogo sporiji. Međutim, oni su brzo oprezni da ne donesu nikakve probne zaključke prije nego što se provedu dodatna istraživanja.
U budućnosti se tim nada kako će provesti mjerenje mase planeta pomoću metode radijalne brzine. To bi moglo uključivati spektrograf visoke rezolucije nove generacije, poput infracrvenog doplera (IFD) ili instrumenta CARMENES - koji se trenutno grade za teleskop Subaru i opservatorij Calar Alto (respektivno) kako bi se pomoglo u lovu na egzoplanete oko zvijezda crvenih patuljaka.
Jedno je ipak jasno. Ovaj najnoviji nalaz samo je još jedan pokazatelj da su zvijezde crvenih patuljaka tamo gdje će lovci na egzoplanete morati usmjeriti svoje napore u narednim godinama i desetljećima. Ove zvijezde niske mase, ultra-cool i niske svjetlosti, čine se neka od najzanimljivijih i najekstremnijih nalaza. A ono što mi učimo proučavajući ih obećava da će biti najdublje!
