En nyligen verifierad planet som finns i data från Kepler-uppdraget ger rymdteleskopets uppgift att hitta jordstorlekplaneter runt andra stjärnor. Kepler-78b susar runt sin värdstjärna var 8,5 timme på ett avstånd av cirka 1,5 miljoner kilometer, vilket gör den till ett flammande inferno och inte lämpligt för livet som vi känner till det.
"Vi har hört talas om den solstrålande kometen ISON som kommer att gå väldigt nära solen nästa månad," sa Andrew Howard, University of Hawaii vid Manoa's Institute for Astronomy. "Kometen ISON kommer att närma sig solen ungefär samma avstånd som Kepler-78b kretsar kring sin stjärna, så denna planet tillbringar hela sitt liv som en solbrännare."
Howard är huvudförfattaren på ett av två artiklar publicerade i Nature som beskriver upptäckten av den nya planeten. Han talade under en mediasändning där han diskuterade fyndet.
"Detta är en planet som existerar, men bör inte," tilllade astronom David Latham från Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), som också diskuterade upptäckten under webbsändningen.
Kepler-78b är 1,2 gånger jordens storlek med en diameter på 14 800 km (9 200 mil) och 1,7 gånger massivare. Som ett resultat säger astronomer att den har en densitet som liknar Jordens, vilket antyder en jordliknande sammansättning av järn och sten. En handfull planeter på jordens storlek eller massa har upptäckts, men Kepler-78b är den första med både en uppmätt massa och storlek. Med båda kvantiteterna kända kan forskare beräkna en densitet och bestämma vad planeten är gjord av.
Dess stjärna är något mindre och mindre massiv än solen och ligger ungefär 400 ljusår från jorden i stjärnbilden Cygnus.
Kepler-78b: s nära närhet är en utmaning för teoretikerna. Enligt de nuvarande teorierna om planetbildning kunde den inte ha bildat så nära sin stjärna, och den kunde inte heller ha flyttat dit. Tillbaka när detta planetsystem bildades var den unga stjärnan större än nu. Som ett resultat skulle den nuvarande omloppet av Kepler-78b ha varit i den svullna stjärnan.
"Det kunde inte ha bildats på plats eftersom du inte kan bilda en planet i en stjärna," säger teammedlem Dimitar Sasselov, också från CfA. ”Det kunde inte ha bildats längre ut och migrerat inåt, för det skulle ha migrerat hela vägen in i stjärnan. Denna planet är en gåta. ”
En idé, föreslog Howard, är att planeten är den kvarvarande kärnan för en tidigare gasjätteplanet, men det visar sig också vara ett problem. "Vi vet bara inte vad denna planet har sitt ursprung," sade Howard.
De två lagen med planetjägare känner emellertid att dess existens är bra för framtida upptäckter av bebodda planeter.
De två oberoende forskargrupperna använde markbaserade teleskop för uppföljningsobservationer för att bekräfta och karakterisera Kepler-78b. Teamet som leddes av Howard använde W. M. Keck-observatoriet ovanpå Mauna Kea på Hawaii. Det andra laget som leds av Francesco Pepe från universitetet i Genève, Schweiz, gjorde sitt markbaserat arbete vid Roque de los Muchachos-observatoriet på La Palma på Kanarieöarna.
För att bestämma planetens massa använde lagen metoden med radiell hastighet för att mäta hur mycket gravitationen på en kretsande planet får sin stjärna att vingla. Kepler, å andra sidan, bestämmer storleken eller radien för en planet med den mängd stjärnljus som blockeras när den passerar framför sin värdstjärna.
"Det är tekniskt skrämmande att bestämma massan på en jordstor planet," sade Howard under webbsändningen och förklarade hur de använde HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) på Keck. ”Vi pressade HIRES till sin gräns. Observationerna var svåra eftersom stjärnan är ung med många fler stjärnfläckar (precis som solfläckar på vår sol) än vår sol, och vi måste ta bort dem från våra uppgifter. Men eftersom denna planet kretsar runt var åtta och en halv timme kunde vi se en hel bana på en natt. Vi såg tydligt planetens signal och såg på den åtta olika nätter. "
David Aguilar från CfA sa att båda lagen visste att det andra laget studerade denna stjärna, men de jämförde inte sitt arbete förrän båda lagen var redo att skicka in sina papper så att de inte skulle påverka varandra. "Det var mycket uppmuntrande att båda lagen fick samma resultat," sade Aguilar.
Howard tyckte också att det var bra att ha två separata team med samma mål. "Vi behövde inte vänta på ytterligare bekräftelse av planeten, för de två lagen bekräftade varandra," sade han. "Inom vetenskapen är detta lika bra som det blir."
Francesco Pepe från det andra laget sa att de gynnades av att använda en tvilling av den ursprungliga HARPS (High precision Radial velocity Planet Searcher) som har hittat nästan 200 exoplaneter. "HARPS North i La Palma har samma precision och effektivitet som dess tvilling", förklarade Pepe under webbsändningen, "och vi beslutade att garantera tid att följa upp små exoplanetkandidater från Kepler. Vi optimerade vår observationsstrategi och vi förväntar oss många fler bekräftelser under de kommande åren av denna teknik. ”
Vad gäller Kepler-78b är detta en dömd värld. Tyngdkraftsvatten kommer att fortsätta att dra Kepler-78b ännu närmare sin stjärna. Så småningom kommer den att röra sig så nära att stjärnens tyngdkraft kommer att riva världen isär. Teoretiker förutspår att planeten kommer att försvinna inom tre miljarder år. Intressant, säger astronomer, vårt solsystem kunde ha hållit en planet som Kepler-78b. Om den hade gjort det, hade planeten förstörts för länge sedan och lämnat inga tecken för astronomer idag.
"Vi upptäckte inte ytterligare planeter i detta system," sade Howard, "men vi hoppas kunna observera detta system mer i framtiden."
Paper av Howard et al .: A Rocky Composition for a Earth-sized Exoplanet
Papper av Pepe et al .: En jordstorlek planet med en jordliknande densitet
Ytterligare information: CfA, NASA, MIT, Keck, Nature.
