Το διαστημικό παρατηρητήριο Kepler έχει κάνει μερικά ενδιαφέροντα ευρήματα από τότε που ξεκίνησε την αποστολή του τον Μάρτιο του 2009. Όλοι είπαν, οι αποστολές Kepler και K2 έχουν εντοπίσει συνολικά 5.106 πλανητικούς υποψηφίους και επιβεβαίωσαν την ύπαρξη 2.493 πλανητών.
Ένα από τα πιο πρόσφατα ευρήματα που έγιναν χρησιμοποιώντας το Kepler είναι το EPIC 228813918 b, ένας επίγειος (δηλαδή βραχώδης) πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από ένα κόκκινο νάνο αστέρι περίπου 264 έως 355 έτη φωτός από τη Γη. Αυτή η ανακάλυψη εγείρει μερικά ενδιαφέροντα ερωτήματα, καθώς είναι η δεύτερη φορά που ένας πλανήτης με εξαιρετικά σύντομη τροχιακή περίοδο - ολοκληρώνει μία μόνο τροχιά σε μόλις 4 ώρες και 20 λεπτά - βρέθηκε σε τροχιά γύρω από ένα κόκκινο αστέρι νάνου.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο διαδίκτυο, διεξήχθη από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων που προέρχονται από ιδρύματα που κυμαίνονται από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), το Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Τόκιο και το Ινστιτούτο Αστροφυσικής των Καναρίων Νήσων (IAC) σε παρατηρητήρια και πανεπιστήμια από όλο τον κόσμο.
Όπως ανέφερε η ομάδα στη μελέτη τους, η ανίχνευση αυτού του εξωπλανήτη έγινε χάρη στα δεδομένα που συλλέχθηκαν από πολλά όργανα. Αυτό περιελάμβανε φασματογραφικά δεδομένα από το τηλεσκόπιο Subaru 8,2 m και το τηλεσκόπιο Keck I 10 m (και τα δύο βρίσκονται στη Mauna Kea της Χαβάης) και το οπτικό τηλεσκόπιο Nordic (NOT) στο Παρατηρητήριο Roque de los Muchachos στη Λα Πάλμα, Ισπανία.
Αυτό συνδυάστηκε με απεικόνιση στίγματος από το τηλεσκόπιο WIYN 3,5 μέτρων στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Kitt Peak στην Αριζόνα, φωτομετρία από την αποστολή K2 της NASA και αρχειακές πληροφορίες για το αστέρι που χρονολογείται πάνω από 60 χρόνια. Μετά την εξάλειψη οποιωνδήποτε άλλων πιθανών εξηγήσεων - όπως ένα δυαδικό έκλειμμα (EB) - όχι μόνο επιβεβαίωσαν την τροχιακή περίοδο του πλανήτη, αλλά παρείχαν περιορισμούς στη μάζα και το μέγεθός του. Όπως έγραψαν:
"Χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό αρχειακών εικόνων, απεικόνισης AO, μετρήσεων RV και μοντελοποίησης φωτεινής καμπύλης, δείχνουμε ότι κανένα εύλογο δυαδικό σενάριο έκλειψης δεν μπορεί να εξηγήσει την καμπύλη φωτός K2, και έτσι να επιβεβαιώσει την πλανητική φύση του συστήματος. Ο πλανήτης, του οποίου η ακτίνα καθορίζουμε ότι είναι 0,89 ± 0,09 [Γήινες ακτίνες], και ο οποίος πρέπει να έχει κλάσμα μάζας σιδήρου μεγαλύτερο από 0,45, περιστρέφεται γύρω από ένα αστέρι μάζας 0,463 ± 0,052 M και ακτίνα 0,442 ± 0,044 R. "
Αυτή η τροχιακή περίοδος - τέσσερις ώρες και 20 λεπτά - είναι η δεύτερη συντομότερη από οποιονδήποτε εξωπλανήτη που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα, είναι μόλις 4 λεπτά μακρύτερη από αυτήν του KOI 1843.03, η οποία περιστρέφεται επίσης σε αστέρι τύπου Μ (κόκκινος νάνος). Είναι επίσης η τελευταία σε μια μακρά σειρά εξωπλανητών που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα και ολοκληρώνουν μία τροχιά των αστεριών τους σε λιγότερο από μια ημέρα. Οι πλανήτες που ανήκουν σε αυτήν την ομάδα είναι γνωστοί ως πλανήτες εξαιρετικά μικρής περιόδου (USP), από τους οποίους ο Kepler βρήκε συνολικά 106.
Ωστόσο, αυτό που ίσως είναι πιο εκπληκτικό για αυτό το εύρημα είναι πόσο τεράστιο είναι. Αν και δεν μέτρησαν άμεσα τη μάζα του πλανήτη, οι περιορισμοί τους δείχνουν ότι ο εξωπλανήτης έχει ανώτερο όριο μάζας 0,7 μάζες του Δία - το οποίο λειτουργεί σε πάνω από 222 μάζες της Γης. Και όμως, ο πλανήτης καταφέρνει να συσκευάσει αυτήν τη μάζα που μοιάζει με γιγαντιαίο αέριο σε μια ακτίνα που είναι 0,80 έως 0,98 φορές αυτή της Γης.
Ο λόγος γι 'αυτό, δείχνουν, έχει να κάνει με την εμφανή σύνθεση του πλανήτη, η οποία είναι ιδιαίτερα πλούσια σε μέταλλα:
«Αυτό οδηγεί σε περιορισμό της σύνθεσης, υποθέτοντας έναν πυρήνα σιδήρου και έναν πυριτικό μανδύα. Προσδιορίζουμε το ελάχιστο κλάσμα μάζας σιδήρου να είναι 0,525 ± 0,075 (βλ. 0,7 για το ΚΟΙ 1843,03), το οποίο είναι μεγαλύτερο από εκείνο της Γης, της Αφροδίτης ή του Άρη, αλλά μικρότερο από αυτό του Ερμή (περίπου 0,38, 0,35, 0,26 και 0,68, αντίστοιχα, Reynolds & Summers 1969). "
Τελικά, η ανακάλυψη αυτού του πλανήτη είναι σημαντική για διάφορους λόγους. Από τη μία πλευρά, η ομάδα ανέφερε ότι οι περιορισμοί που έθεσε η μελέτη τους στη σύνθεση του πλανήτη θα μπορούσαν να αποδειχθούν χρήσιμοι για να κατανοήσουν πώς δημιουργήθηκαν οι δικοί μας ηλιακοί πλανήτες.
«Η ανακάλυψη και ο χαρακτηρισμός ακραίων συστημάτων, όπως οι πλανήτες USP όπως το EPIC 228813918 b, είναι σημαντικό καθώς προσφέρουν περιορισμούς στις θεωρίες σχηματισμού πλανητών», καταλήγουν. «Επιπλέον, μας επιτρέπουν να αρχίσουμε να περιορίζουμε την εσωτερική τους δομή - και ενδεχομένως εκείνη των πλανητών μεγαλύτερης περιόδου, εάν αποδειχθεί ότι είναι ένας μοναδικός πληθυσμός αντικειμένων.»
Από την άλλη πλευρά, η μελέτη εγείρει μερικά ενδιαφέροντα ερωτήματα σχετικά με τους πλανήτες USP - για παράδειγμα, γιατί οι δύο πλανήτες μικρότερης περιόδου βρέθηκαν και οι δύο σε τροχιά γύρω από κόκκινα αστέρια νάνων. Μια πιθανή εξήγηση, ισχυρίζονται, είναι ότι οι πλανήτες μικρής διάρκειας θα μπορούσαν να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής γύρω από τους νάνους Μ, καθώς η τροχιακή τους φθορά θα ήταν πιθανώς πολύ πιο αργή. Ωστόσο, προειδοποιούν γρήγορα να μην καταλήξουν σε προσωρινά συμπεράσματα προτού διεξαχθεί περισσότερη έρευνα.
Στο μέλλον, η ομάδα ελπίζει να πραγματοποιήσει μετρήσεις της μάζας του πλανήτη χρησιμοποιώντας τη μέθοδο ακτινικής ταχύτητας. Αυτό πιθανότατα θα περιλαμβάνει φασματογράφο υψηλής ανάλυσης επόμενης γενιάς, όπως το όργανο Infrared Doppler (IFD) ή το όργανο CARMENES - που κατασκευάζονται επί του παρόντος για το Τηλεσκόπιο Subaru και το Παρατηρητήριο Calar Alto (αντίστοιχα) για να βοηθήσουν στο κυνήγι εξωπλανητών γύρω από κόκκινα αστέρια νάνος.
Ένα πράγμα όμως είναι σαφές. Αυτή η τελευταία ανακάλυψη είναι απλώς μια άλλη ένδειξη ότι τα κόκκινα αστέρια νάνων είναι όπου οι εξωπλανήτες-κυνηγοί θα πρέπει να επικεντρώσουν τις προσπάθειές τους τα επόμενα χρόνια και δεκαετίες. Αυτά τα αστέρια χαμηλής μάζας, εξαιρετικά δροσερά και χαμηλής φωτεινότητας είναι εκεί όπου γίνονται μερικά από τα πιο ενδιαφέροντα και ακραία ευρήματα. Και αυτό που έχουμε να μάθουμε με τη μελέτη τους υπόσχεται να είναι πιο βαθιά!
