Kepler rymdteleskopet är säkert den gåva som fortsätter att ge. Efter att ha installerats 2009, fortsatte den att upptäcka totalt 2,335 bekräftade exoplaneter och 582 multiplanet-system. Även efter att två av sina reaktionshjul misslyckades fortsatte det med sitt K2-uppdrag, som har upptäckt ytterligare 520 kandidater, varav 148 har bekräftats. Och med ännu en förlängning, som kommer att pågå efter 2018, visar det inga tecken på stopp!
I den senaste katalogen som släpptes av Kepler-uppdraget har ytterligare 219 nya planetkandidater lagts till i sin databas. Mer signifikant visade sig att 10 av dessa planeter var markbundna (dvs steniga), av jämförbar storlek och jorden och kretsade i deras stjärnas bebörliga zon - avståndet där yttemperaturerna skulle vara tillräckligt varma för att stödja flytande vatten.
Dessa resultat presenterades på en nyhetskonferens måndagen den 19 juni vid NASA: s Ames Research Center. Av alla kataloger över Kepler-kandidater som hittills har släppts är den här den mest omfattande och detaljerade. Den åttonde i en serie Kepler-exoplanetskataloger, denna är baserad på data som erhölls från uppdragets första fyra år och är den sista katalogen som täcker rymdskeppets observationer av Cygnus-stjärnbilden.
Sedan 2014 har Kepler upphört att titta på en fast stjärnfält i Cygnus-konstellationen och har samlat in data om sitt andra uppdrag - iakttagande fält i mjölkgalaxens ekliptikplan. Med lanseringen av denna katalog finns det nu 4 034 planetkandidater som har identifierats av Kepler - varav 2,335 har verifierats.
En viktig aspekt av denna katalog var de metoder som användes för att producera den, som hittills var de mest sofistikerade. Som med alla planeter som detekterats av Kepler, gjordes de senaste fynden med transiteringsmetoden. Detta består av övervakning av stjärnor för tillfälliga dopp i ljusstyrka, som används för att bekräfta förekomsten av planeter som passerar mellan stjärnan och observatören.
För att säkerställa att upptäckterna i den senaste katalogen var verkliga, förlitade teamet sig på två metoder för att eliminera falska positiver. Detta bestod av att införa simulerade transiter i datasatsen för att säkerställa att dopparna som Kepler upptäckte överensstämde med planeter. Därefter tilllade de falska signaler för att se hur ofta analysen tog fel på dessa för planetövergångar. Från detta kunde de berätta vilka planeter som överskreds och vilka som underskattades.
Detta ledde till ytterligare ett spännande fynd, vilket var indikationen på att för alla de mindre exoplaneter som upptäckts av Kepler, de flesta föll inom en av två distinkta grupper. I huvudsak är halva planeterna som vi känner till i galaxen antingen steniga i naturen och större än jorden (dvs Super-Earth's), eller är gasjättar som är jämförbara i storlek med Neptun (dvs mindre gasjättar).
Denna slutsats nåddes av ett team av forskare som använde W.M. Keck Observatory för att mäta storleken på 1 300 stjärnor i Kepler synfält. Från detta kunde de bestämma radierna för 2 000 Kepler-planeter med extrem precision, och fann att det fanns en tydlig uppdelning mellan steniga, jordstorlekar och gasformiga planeter mindre än Neptun - med få mellan dem.
Som Benjamin Fulton, en doktorand vid University of Hawaii i Manoa och huvudförfattaren för denna studie, förklarade:
”Vi vill tänka på denna studie som klassificering av planeter på samma sätt som biologer identifierar nya djurarter. Att hitta två olika grupper av exoplaneter är som att upptäcka däggdjur och ödlor utgör distinkta grenar av ett släktträd. ”
Dessa resultat har säkert drastiska konsekvenser när det gäller att känna till frekvensen för olika typer av planeter i vår galax, såväl som studien av planetbildning. Till exempel noterade de att de flesta steniga planeter som upptäckts av Kepler är upp till 75% större än jorden. Och av skäl som ännu inte är tydliga tar ungefär hälften av dem väte och helium, vilket sväller deras storlek till den grad att de blir nästan Neptunstorlek.
Dessa fynd kan på liknande sätt få betydande konsekvenser i jakten på beboeliga planeter och utomjordiskt liv. Som Mario Perez, Kepler-programforskare i Astrofysikavdelningen vid NASA: s vetenskapsmissionens direktorat, sa under presentationen:
”Kepler-datauppsättningen är unik, eftersom den är den enda som innehåller en befolkning av dessa nära jordanaloger - planeter med ungefär samma storlek och bana som jorden. Att förstå deras frekvens i galaxen kommer att hjälpa till att informera utformningen av framtida NASA-uppdrag för att direkt avbilda en annan jord. ”
Från denna information kommer forskare att kunna med en större grad av säkerhet veta hur många "jordliknande" planeter som finns i vår galax. De senaste uppskattningarna placerar antalet planeter i Vintergatan på cirka 100 miljarder. Och baserat på dessa data verkar det som att många av dessa liknar sammansättningen till Jorden, om än större.
Kombinerat med en statistisk modell för hur många av dessa som finns i en omgivande bebyggelig zon, borde vi ha en bättre uppfattning om hur många livshotande världar som finns där ute. Om inget annat, bör detta förenkla en del av matematiken i Drake Equation!
Under tiden kommer Kepler rymdteleskop att fortsätta att göra observationer av stjärnstjärnor i närheten för att lära sig mer om deras exoplaneter. Detta inkluderar TRAPPIST-1-systemet och dess sju jordstorlekar, klippiga planeter. Det är en säker satsning att innan den slutligen går i pension efter 2018 kommer den att ha några fler överraskningar i väntetid för oss!
