En nyligt bekræftet planet fundet i data fra Kepler-missionen leverer rumteleskopets opgave at finde jordstørrelsesplaneter omkring andre stjerner. Kepler-78b suser omkring sin værtstjerne hver 8,5 time i en afstand af cirka 1,5 millioner kilometer, hvilket gør den til et flammende inferno og ikke egnet til livet, som vi kender det.
”Vi har hørt om den sungrazing Comet ISON, der kommer meget tæt på Solen næste måned,” sagde Andrew Howard fra University of Hawaii ved Manoa’s Institute for Astronomy. "Kometen ISON vil nærme sig Solen omtrent den samme afstand, som Kepler-78b kredser om sin stjerne, så denne planet tilbringer sit hele liv som solbrænder."
Howard er hovedforfatter på et af to artikler, der er offentliggjort i Nature, der detaljerede opdagelsen af den nye planet. Han talte under en medie-webcast, hvor han drøftede fundet.
”Dette er en planet, der findes, men ikke burde”, tilføjede astronom David Latham fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), der også diskuterede opdagelsen under webcasten.
Kepler-78b er 1,2 gange Jordens størrelse med en diameter på 14.800 km (9.200 miles) og 1,7 gange mere massiv. Som et resultat siger astronomer, at den har en densitet, der ligner Jordens, hvilket antyder en jordlignende sammensætning af jern og sten. En håndfuld planeter på størrelse eller masse af Jorden er blevet opdaget, men Kepler-78b er den første til at have både en målt masse og størrelse. Med begge kendte mængder kan forskere beregne en densitet og bestemme, hvad planeten er lavet af.
Dens stjerne er lidt mindre og mindre massiv end solen og ligger omkring 400 lysår fra Jorden i stjernebilledet Cygnus.
Kepler-78b's tætte bane udgør imidlertid en udfordring for teoretikere. I henhold til de nuværende teorier om planetdannelse kunne den ikke have dannet sig så tæt på sin stjerne, og den kunne heller ikke have flyttet dertil. Tilbage, da dette planetariske system blev dannet, var den unge stjerne større end den er nu. Som et resultat ville den nuværende bane for Kepler-78b have været inden i den hævede stjerne.
”Det kunne ikke have dannet sig på plads, fordi man ikke kan danne en planet inde i en stjerne,” sagde teammedlem Dimitar Sasselov, også fra CfA. ”Det kunne ikke have dannet sig længere ud og migreret indad, fordi det ville have migreret hele vejen ind i stjernen. Denne planet er en gåte. ”
En idé, foreslået Howard, er, at planeten er den resterende kerne af en tidligere gasgigantplanet, men det viser sig også at være et problem. ”Vi ved bare ikke, hvad oprindelsen af denne planet er,” sagde Howard.
Imidlertid føler de to hold af planetjægere, at dens eksistens bidrager godt til fremtidige opdagelser af beboelige planeter.
De to uafhængige forskerteam brugte jordbaserede teleskoper til opfølgningsobservationer til at bekræfte og karakterisere Kepler-78b. Holdet ledet af Howard brugte W. M. Keck-observatoriet på Mauna Kea på Hawaii. Det andet hold ledet af Francesco Pepe fra Universitetet i Genève, Schweiz, udførte deres jordbaserede arbejde på Roque de los Muchachos-observatoriet på La Palma på De Kanariske Øer.
For at bestemme planetens masse benyttede holdene metoden radial hastighed for at måle, hvor meget gravitationstoget på en kredsende planet får dens stjerne til at vingle. Kepler bestemmer på den anden side størrelsen eller radius for en planet med den mængde stjernelys, der er blokeret, når den passerer foran sin værtsstjerne.
”Det er teknisk skræmmende at bestemme en jordstørrelses planet,” sagde Howard under webcasten og forklarede, hvordan de brugte HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) på Keck. ”Vi pressede HIRES til sin grænse. Observationer var vanskelige, fordi stjernen er ung med mange flere stjerneplader (ligesom solflekker på vores sol) end vores sol, og vi er nødt til at fjerne dem fra vores data. Men da denne planet kredser hver otte og en halv time, var vi i stand til at se en hel bane på en nat. Vi så klart planetens signal, og vi så det otte forskellige nætter. ”
David Aguilar fra CfA sagde, at begge hold vidste, at det andet hold studerede denne stjerne, men de sammenlignede ikke deres arbejde, før begge hold var klar til at indsende deres papirer, så de ikke ville påvirke hinanden. ”Det var meget opmuntrende, at begge hold fik det samme resultat,” sagde Aguilar.
Howard mente også, at det var fantastisk at have to separate hold, der arbejdede på det samme mål. ”Vi behøvede ikke at vente på yderligere bekræftelse af planeten, fordi de to hold bekræftede hinanden,” sagde han. "I videnskab er dette så godt, som det bliver."
Francesco Pepe fra det andet hold sagde, at de drage fordel af at bruge en tvilling af den originale HARPS (Planet High Search), som har fundet næsten 200 exoplaneter. ”HARPS North i La Palma har den samme præcision og effektivitet som sin tvilling,” forklarede Pepe under webcasten, ”og vi besluttede at garantere tid til at følge op på små exoplanet-kandidater fra Kepler. Vi optimerede vores observationsstrategi, og vi forventer mange flere bekræftelser i de kommende år af denne teknik. ”
Hvad angår Kepler-78b, er dette en dødsdømt verden. Tyngdekraftvande fortsætter med at trække Kepler-78b endnu tættere på sin stjerne. Til sidst bevæger det sig så tæt, at stjernens tyngdekraft vil rive verden fra hinanden. Teoretikere forudsiger, at planeten vil forsvinde inden for tre milliarder år. Det er interessant, siger astronomer, vores solsystem kunne have holdt en planet som Kepler-78b. Hvis det havde gjort det, ville planeten være blevet ødelagt for længe siden og ikke efterlade nogen tegn for astronomer i dag.
"Vi opdagede ikke yderligere planeter i dette system," sagde Howard, "men vi håber at kunne observere dette system mere i fremtiden."
Paper af Howard et al.: En stenet sammensætning til en jordstørrelse exoplanet
Papir af Pepe et al .: En jordstørrelse planet med en jordlignende densitet
Yderligere info: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
