Kopš savas misijas sākšanas 2009. gada martā Keplera kosmosa observatorija ir veikusi dažus interesantus atradumus. Kopumā Keplera un K2 misijas ir atklājušas kopumā 5 106 planētas kandidātus un apstiprinājušas 2493 planētu esamību.
Viens no jaunākajiem atradumiem, kas veikts, izmantojot Kepleru, ir EPIC 228813918 b - zemes (t.i., klinšaina) planēta, kas riņķo pa sarkano punduru zvaigzni aptuveni 264 līdz 355 gaismas gadu attālumā no Zemes. Šis atklājums rada dažus interesantus jautājumus, jo tā ir otrā reize, kad planēta ar īpaši īsu orbitālu periodu - tā pabeidz vienu orbītu tikai 4 stundās un 20 minūtēs - ir atrasta riņķojot ap sarkanu punduru zvaigzni.
Pētījumu, kas nesen tika publicēts tiešsaistē, veica starptautiska zinātnieku grupa, kas ieradās no institūcijām, sākot no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT), Kalifornijas Tehnoloģiju institūta (Caltech), Tokijas Tehnoloģiju institūta un Institūta. Kanāriju salu astrofizikas (IAC) novērošanas centriem un universitātēm no visas pasaules.
Kā komanda norādīja savā pētījumā, šīs eksoplanetes noteikšana tika veikta, pateicoties daudzu instrumentu apkopotiem datiem. Tas ietvēra spektrogrāfiskos datus no 8,2 m Subaru teleskopa un 10 m Keck I teleskopa (abi atrodas Mauna Kea, Havaju salās) un Ziemeļvalstu optiskā teleskopa (NOT) Roque de los Muchachos observatorijā La Palmā, Spānija.
Tas tika apvienots ar radžu attēlveidošanu no 3,5 m WIYN teleskopa Kitt Peak Nacionālajā observatorijā Arizonā, fotometriju no NASA K2 misijas un arhīva informāciju par zvaigzni, kuras darbības laiks ir 60 gadi. Pēc citu iespējamo skaidrojumu novēršanas - piemēram, aptumšojošais binārais (EB) - tie ne tikai apstiprināja planētas orbitālo periodu, bet arī ierobežoja tās masu un lielumu. Kā viņi rakstīja:
“Izmantojot arhīvu attēlu, AO attēlveidošanas, RV mērījumu un gaismas līknes modelēšanas kombināciju, mēs parādām ka neviens ticams aptumšojošais binārais scenārijs nevar izskaidrot K2 gaismas līkni un tādējādi apstiprināt sistēmas planetāro raksturu. Planēta, kuras rādiuss mums ir 0,89 ± 0,09 [Zemes rādiuss] un kurai dzelzs masas daļai jābūt lielākai par 0,45, riņķo ap zvaigzni, kuras masa ir 0,463 ± 0,052 M, un rādiuss ir 0,422 ± 0,044 R. ”
Šis orbītas periods - četras stundas un 20 minūtes - ir otrs īsākais no visiem līdz šim atklātajiem eksoplanetes plāniem, tas ir tikai par 4 minūtēm garāks nekā KOI 1843.03, kurš arī riņķo M tipa (sarkanā pundura) zvaigznē. Tas ir arī jaunākais nesen atklāto eksoplanētu garajā rindā, kas nepilnu dienu laikā pabeidz vienu savu zvaigžņu orbītu. Šai grupai piederošās planētas ir zināmas kā ļoti īsā laika perioda (USP) planētas, no kurām Keplers ir atradis pavisam 106.
Tomēr, iespējams, visvairāk pārsteidz šis atradums, cik tas ir milzīgs. Lai gan viņi tieši neizmērīja planētas masu, to ierobežojumi norāda, ka eksoplanetes augšējā masas robeža ir 0,7 Jupitera masas - kas pārsniedz 222 Zemes masas. Un tomēr planētai izdodas šo gāzes milžiem līdzīgo masu iesaiņot rādiusā, kas ir 0,80 līdz 0,98 reizes lielāks nekā Zemei.
Viņi norāda, ka iemesls tam ir planētas šķietamais sastāvs, kas ir īpaši bagāts ar metālu:
“Tas rada kompozīcijas ierobežojumus, pieņemot, ka ir dzelzs serde un silikāta apvalks. Mēs nosakām, ka minimālā dzelzs masas daļa ir 0,525 ± 0,075 (sal. KOI 1843.03 - 0,7), kas ir lielāka nekā Zemei, Venērai vai Marsam, bet mazāka par Merkuram (aptuveni 0,38, 0,35, 0,26 un 0,68, attiecīgi; Reynolds & Summers 1969). ”
Galu galā šīs planētas atklāšana ir nozīmīga vairāku iemeslu dēļ. No vienas puses, komanda norādīja, ka viņu pētījuma ierobežojumi, kas attiecas uz planētas sastāvu, var izrādīties noderīgi, palīdzot saprast, kā radās mūsu pašu Saules planētas.
"Ir svarīgi atklāt un raksturot ārkārtējas sistēmas, piemēram, USP planētas, piemēram, EPIC 228813918 b, jo tās piedāvā ierobežojumus planētu veidošanās teorijām," viņi secina. "Turklāt tie ļauj mums sākt ierobežot to iekšējo struktūru - un, iespējams, arī ilgāka perioda planētu struktūru, ja tiek parādīts, ka tās ir vienas objektu kopas."
No otras puses, pētījums rada dažus interesantus jautājumus par USP planētām - piemēram, kāpēc abas īsākā perioda planētas tika atrastas riņķojot ap sarkanām punduru zvaigznēm. Iespējamais skaidrojums, pēc viņu domām, ir tāds, ka īslaicīgām planētām varētu būt ilgāks mūžs ap M-punduriem, jo to orbītas sabrukšana, iespējams, būtu daudz lēnāka. Tomēr, pirms tiek veikti vairāk pētījumu, viņi ātri piesardzīgi neveic nekādus provizoriskus secinājumus.
Nākotnē komanda cer veikt planētas masas mērījumus, izmantojot radiālā ātruma metodi. Tas, iespējams, būtu saistīts ar nākamās paaudzes augstas izšķirtspējas spektrogrāfu, piemēram, infrasarkanā doplera (IFD) instrumentu vai CARMENES instrumentu - kas šobrīd tiek būvēti attiecīgi Subaru teleskopam un Calar Alto observatorijai, lai palīdzētu medīt eksoplanetes. ap sarkanām punduru zvaigznēm.
Tomēr viena lieta ir skaidra. Šis jaunākais atradums ir tikai vēl viena norāde, ka sarkanās punduru zvaigznes atrodas tur, kur eksoplanētu medniekiem nākamajos gados un gadu desmitos būs jāpieliek lielākas pūles. Šīs mazas masas, īpaši atdzistās un mazas gaismas zvaigznes ir vietas, kur tiek veidoti daži no visinteresantākajiem un ekstrēmākajiem atradumiem. Un tas, ko mēs mācāmies, studējot viņus, solās būt visdziļākais!
