Föreställ dig om Neptunus bara var en miljon mil från jorden. En nyligen hittad planetduo som kretsar runt en solliknande stjärna samlas i extremt nära närhet, och konstigt nog är de två planeterna ungefär lika motsatta som kan vara: den ena är en stenig planet som är 1,5 gånger jorden och väger 4,5 gånger så mycket och den andra är en gasformig planet som är 3,7 gånger storleken på jorden och som väger 8 gånger jorden.
"De är närmast varandra av alla planetsystem som vi hittat," sade Eric Agol från University of Washington, medförfattare till ett nytt papper som beskriver upptäckten av detta intressanta stjärnsystem av Kepler-rymdskeppet. "Den större planeten driver den mindre planeten runt mer, så den mindre planeten var svårare att hitta."
Känd som Kepler-36 och stjärnan är flera miljarder år äldre än vår sol, och för närvarande är det känt att ha bara två planeter.
Den inre steniga världen, Kepler-36b, går om var 14: e dag på ett genomsnittligt avstånd på mindre än 11 miljoner mil, medan den yttre gasen "heta Neptunus" -planeten kretsar en gång var 16 dagar på ett avstånd av 12 miljoner miles.
De två planeterna upplever i kombination var 97: e dag i genomsnitt. Vid den tiden är de separerade med mindre än 5 jord-mån-avstånd. Eftersom Kepler-36c är mycket större än månen, ger den en spektakulär utsikt på grannens himmel. Och vetenskapsteamet noterade att den mindre Kepler-36b skulle dyka upp på storleken på månen när den ses från Kepler-36c).
Men tidpunkten för deras banor innebär att de aldrig kommer att kollidera, sa Agol. Emellertid skulle nära möten av denna typ orsaka enorma gravitationsvatten som pressar och sträcker båda planeterna.
Den större planeten upptäcktes ursprungligen i data från NASA: s Kepler-rymdskepp, som använder en fotometer för att mäta ljus från avlägsna himmelobjekt och kan upptäcka en planet när den passerar, eller passerar framför, och kort reducerar ljuset från sin moderstjärna .
Teamet ville försöka hitta en andra planet i ett system där det redan var känt att det fanns en planet. Agol föreslog att tillämpa en algoritm som kallas kvasi-periodisk pulsdetektion för att undersöka data från Kepler.
Uppgifterna avslöjade en lätt dimning av ljus som kommer från Kepler-36a var 16: e dag, hur lång tid det tar den större Kepler-36c att ringa sin stjärna. Kepler-36b cirklar stjärnan sju gånger för varje sex banor med 36c, men den upptäcktes ursprungligen inte på grund av dess lilla storlek och gravitationsdrycket av dess orbital följeslagare. Men när algoritmen applicerades på data, var signalen omisskännlig.
"Om du tittar på transittidsmönstret för den stora planeten och transittidsmönstret för den mindre planeten, är de spegelbilder av varandra," sade Agol.
Det faktum att de två planeterna ligger så nära varandra och uppvisar specifika omloppsmönster gjorde det möjligt för forskarna att göra ganska exakta uppskattningar av varje planets egenskaper, baserat på deras gravitationseffekter på varandra och de resulterande variationerna i banorna. Hittills är detta det bäst karakteriserade systemet med små planeter, säger forskarna.
Från deras beräkningar uppskattar teamet att den mindre planeten är 30 procent järn, mindre än 1 procent atmosfäriskt väte och helium och förmodligen inte mer än 15 procent vatten. Den större planeten har å andra sidan troligen en stenig kärna omgiven av en betydande mängd atmosfäriskt väte och helium.
Planetens tätheter skiljer sig åt med en faktor på åtta men deras banor skiljer sig bara med 10 procent. De stora skillnaderna i sammansättning och närhet mellan de två är en ganska huvudskrapare, eftersom nuvarande modeller av planetbildning inte riktigt förutsäger detta. Men teamet undrar om det finns fler system som det här ute.
"Vi hittade den här på en första snabb titt", sa medförfattaren Josh Carter, en Hubble-medarbetare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "Vi kämpar nu igenom Kepler-uppgifterna för att försöka hitta mer."
Huvudbildtexter: Denna bild, anpassad av Eric Agol från UW, visar vyn man kan ha på en stigande Kepler-36c (representerad av en NASA-bild av Neptun) om Seattle (visat i en skyline-fotografi av Frank Melchior, frankacaba.com) placerades på ytan av Kepler-36b.
Andra bildtexten: I den här konstnärens uppfattning vetter en "het Neptunus", känd som Kepler-36c, på sin grannas himmel, den steniga världen Kepler-36b. De två planeterna har upprepat nära möten och upplever en sammanställning var 97: e dag i genomsnitt. Sådana nära tillvägagångssätt väcker enorma gravitationsvatten som pressar och sträcker båda planeterna, vilket kan främja aktiv vulkanism på Kepler-36b.
Kredit: David A. Aguilar (CfA)
Källor: CfA, University of Washington
