Selvom astronomifolk er glade for at angive antallet af exoplaneter, der findes af Kepler-rumfartøjet, er disse planeter faktisk ikke bekræftet. Det kan faktisk tage lang tid at bekræfte deres eksistens.
Videnskab er naturligvis uberørt, eller det burde være. Vi kan ikke have falske positiver, der sammenklapper vores data. Derfor tog det indtil nu at bekræfte den første exoplanet-kandidat, der blev fundet af Kepler, kendt som Kepler 1658 b.
Kepler 1658 b blev først opdaget af jordbaserede teleskoper, før Kepler endda blev lanceret. På det tidspunkt blev det kaldt KOI 4.10, hvor KOI står for Kepler Object of Interest. Kepler-missionen var allerede planlagt, så de vidste, at denne exoplanet-kandidat var inden for Keplers synsfelt. Og astronomer vidste, at det ville blive målrettet.
Da Kepler-rumfartøjet blev lanceret, troede astronomerne først, at 1658 b var en falsk positiv, hvilket betyder, at de med de tilgængelige data ikke kunne konkludere, at det virkelig var en planet. Det var fordi de første skøn over værtsstjernen var ude, langt væk. De undervurderede enormt stjernen og planetens masse. Massestimaterne af planeten og stjernen kunne ikke forklare virkningen på selve stjernen. (Massive planeter dyster deres værtsstjerner tyngdekraften, og det kan måles.)
Så Kepler 1658 b blev lagt på hylden for at forsvinde som en falsk positiv. Til sidst gik ny software til at arbejde på Kepler-dataene, og 1658 b blev sat tilbage i eksoplanetkandidatkategorien i afventer på bekræftelse.
I en ny undersøgelse ledet af University of Hawaii kandidatstuderende Ashley Chontos bekræftes 1658 b som en exoplanet. Men det tog noget arbejde.
Først gik Chontos tilbage gennem Kepler-data på udkig efter mål, der skulle genanalyseres i 2017. Den nye analyse anvendte stjernernes lydbølger, som er en seismisk støj fra en stjerne, når den handler om sin fusion. Undersøgelsen af disse bølger kaldes asteroseismologi.
Det grundlæggende i asteroseismologi er ikke så svært at forstå. Større stjerner laver de laveste, dybeste lyde, mens mindre stjerner laver høje tonelyde. Det er slags som moderne stereohøjttalere: sub-woofers er store og laver basnoter, og tweeters er små og gør de høje toner.
Da Chontos analyserede 1658 b's værtstjerne, kom den ud større end troet.
”Vores nye analyse, der bruger stellar lydbølger observeret i Kepler-dataene til at karakterisere stjernen, demonstrerede, at stjernen faktisk er tre gange større end tidligere antaget. Dette betyder igen, at planeten er tre gange større, hvilket afslører, at Kepler-1658b faktisk er en varm Jupiter, ”sagde Chontos.
Men det var ikke slutningen. Denne nye analyse antydede, at det var en faktisk planet og ikke kun en falsk positiv. Men det måtte stadig bekræftes, og det krævede flere data.
”Vi advarede Dave Latham (en senior astronom ved Smithsonian Astrophysical Observatory og medforfatter på papiret), og hans team indsamlede de nødvendige spektroskopiske data for utvetydigt at vise, at Kepler-1658b er en planet,” sagde Dan Huber, medforfatter og astronom ved University of Hawaii. ”Som en af pionererne inden for exoplanetvidenskab og en nøglefigur bag Kepler-missionen var det især passende at få Dave til at være en del af denne bekræftelse.”
Det nye papir kaldes "The Curious Case of KOI 4: Confirming Keplers First Exoplanet Detection."
Så her er et par fakta om exoplanet Kepler 1658 b, og dens værtsstjerne Kepler 1658:
- Kepler 1658 er en massiv undergigant, der i øjeblikket gennemgår en hurtig fase af stjernernes evolution. Vi kender kun til ni andre, der kan lide det.
- Kepler 1658 er 50% mere massiv og tre gange større end Solen.
- Kepler 1658 b er en varm Jupiter, og med en orbitalafstand på kun 0,05 astronomiske enheder er det en af de nærmeste kendte planeter til en stjerne af denne type.
Kepler 1658 er som en fremtidig, udviklet version af vores sol. Astronomer ved ikke hvorfor endnu, men stjerner som denne har sjældent planeter, der kredser rundt om dem. Så 1658-systemet er som et ekstremt tilfælde. Men dens ekstreme natur gør det muligt for astronomer at sætte grænser for de komplekse fysiske interaktioner, der får planeter til at spiral ind i deres værtstjerne. Dette system fortæller os, at denne spiralaktive handling sker meget langsommere end troet, og det kan derfor ikke rigtig forklare manglen på planeter omkring disse stjerner.
”Kepler-1658 er et perfekt eksempel på, hvorfor en bedre forståelse af værtsstjerner på exoplaneter er så vigtig,” sagde Chontos. ”Det fortæller os også, at der er mange skatte tilbage at finde i Kepler-dataene.”
Kilder:
- Forskningsartikel: Den nysgerrige sag om KOI 4: Bekræftelse af Keplers første exoplanet-detektion
- Forskningsartikel: TrES-2: The First Transiting Planet in the Kepler Field
- Pressemeddelelse: Kepler Space Telescopes første eksoplanet-kandidat bekræftet, ti år efter lanceringen
- Pressemeddelelse: Discovery Alert! Keplers første planet-kandidat bekræftet, 10 år senere
- Pressemeddelelse: Symfoni af stjerner: Videnskaben om stjernernes lydbølger
