Forskare har upptäckt en ny planet som kretsar runt en solliknande stjärna, och exoplaneten är den minsta som hittills hittats i data från Kepler-uppdraget. Planetens upptäckt kom från ett samarbete mellan Kepler-forskare och ett konsortium av internationella forskare som använder asteroseismologi - som mäter svängningar i stjärnans ljusstyrka orsakade av kontinuerliga stjärnbävningar och förvandlar dessa små variationer i stjärnljuset till ljud.
"Det är i grund och botten att lyssna på stjärnan genom att mäta ljudvågor," sade Steve Kawaler, från Iowa State University i USA, och en medlem av forskarteamet. "Ju större stjärnan, desto lägre är frekvensen eller" tonhöjden "för sin låt."
De mätningar som gjordes av astroseismologerna gjorde det möjligt för Kepler forskarteam att mer exakt mäta den lilla Kepler-37b, liksom att avslöja två andra planeter i samma planetsystem: en något mindre än jorden och en dubbelt så stor.
Medan Kepler 37b troligen är en stenig planet, skulle detta inte vara ett bra ställe för människor att leva. Det är troligtvis mycket hett - med en ulmande yta och ingen atmosfär.
"På grund av dess extremt små storlek, liknande jordens måne och mycket bestrålade yta, är Kepler-37b mycket troligtvis en stenig planet utan atmosfär eller vatten, liknande Mercury," skrev teamet i sitt papper, som var publicerad denna vecka i Nature. "Upptäckten av en så liten planet visar för första gången att stjärnsystemen är värd för planeter som är mycket mindre och mycket större än vad vi ser i vårt eget solsystem."
Värdstjärnan, Kepler-37, ligger cirka 210 ljusår från Jorden i konstellationen Lyra. Alla tre planeter kretsar runt stjärnan på mindre än avståndet Merkurius är till solen, vilket tyder på att de är väldigt heta, ogästvänliga världar. Kepler-37b kretsar var 13: e dag på mindre än en tredjedel av Merkurius avstånd från solen. Den uppskattade yttemperaturen för denna ulmande planet, på mer än 800 grader Fahrenheit (700 Kelvin), skulle vara tillräckligt varm för att smälta zinken i ett öre. Kepler-37c respektive Kepler-37d, kretsar var 21: e respektive 40: e dag.
Stjärnans storlek måste vara känd för att mäta planetens storlek exakt. För att lära sig mer om stjärnan Kepler-37s egenskaper granskade forskare ljudvågor som genererats av den kokande rörelsen under ytan på stjärnan.
"Tekniken för stellär seismologi är analog med hur geologer använder seismiska vågor genererade av jordbävningar för att undersöka jordens inre struktur," sade Travis Metcalfe, som är en del av Kepler Asteroseismic Science Consortium.
Ljudvågorna reser in i stjärnan och tar information tillbaka upp till ytan. Vågorna orsakar svängningar som Kepler observerar som en snabb flimring av stjärnans ljusstyrka. De knappast märkbara, högfrekventa svängningarna i ljusstyrkan hos små stjärnor är de svåraste att mäta. Det är därför de flesta föremål som tidigare utsatts för asteroseismisk analys är större än solen.
"Att studera dessa svängningar har gjorts under lång tid med vår egen sol," berättade Metcalfe till Space Magazine, "men Kepler-uppdraget utvidgade det till hundratals solliknande stjärnor. Kepler-37 är den coolaste stjärnan, liksom den minsta stjärnan som har uppmätts med asterosiesmologi. ”
Kepler-37 har en radie bara tre fjärdedelar av solen. Metcalfe sade att stjärns radie är känd för 3 procents noggrannhet, vilket innebär exceptionell noggrannhet i planetens storlek.
Metcalfe startade en ideell organisation som hjälper till att samla in forskningsmedel för Kepler Asteroseismic Science Consortium. Pale Blue Dot-projektet tillåter människor att anta en stjärna för att stödja asteroseismologi, eftersom det inte finns någon NASA-finansiering för asteroseismologi.
"Mycket av expertisen för detta finns i Europa och inte i USA, så som en kostnadsbesparande åtgärd NASA outsourcade denna forskning för Kepler-uppdraget," sade Metcalfe, "och NASA kan inte finansiera forskare i andra länder."
Ta reda på hur du kan hjälpa denna forskning genom att anta en av Kepler-stjärnorna på webbplatsen Pale Blue Dot Project.
Kepler-rymdskeppet har en fotometer, eller ljusmätare, för att mäta förändringar i ljusstyrkan hos stjärnorna det fokuserar på i Cygnus-regionen på himlen.
Metcalfe sade att denna upptäckt tog lång tid att verifiera, eftersom signaturen på denna mycket lilla exoplanet var svår att bekräfta, för att se till att signaturen inte kommer från andra källor, t.ex. en förmörkande binär stjärna.
Kawaler sade att Kepler skickar astronomer fotometurdata som är "förmodligen det bästa vi kommer att se i våra liv," sade han och tilllade att den senaste upptäckten visar "vi har en beprövad teknik för att hitta små planeter runt andra stjärnor."
"Vi avslöjade en planet mindre än någon annan i vårt solsystem som kretsar runt en av de få stjärnorna som är både ljusa och tysta, där signaldetektering var möjlig," sa Thomas Barclay, huvudförfattare för Nature paper. "Denna upptäckt visar att planeter i närheten kan vara mindre, såväl som mycket större, än planeter som kretsar runt vår sol."
Och finns det fler små planeter som det där ute, bara väntar på att hittas?
Som teamet skrev i sitt papper, "Medan ett urval av bara en planet är för litet för att använda för att bestämma förekomsthastigheter ger det vikt till tron att planets förekomst ökar exponentiellt med minskande planetstorlek."
Källor: telefonintervju med Travis Metcalfe, Iowa State University, NASA / JPL
