Observatorul spațial Kepler a făcut câteva descoperiri interesante de când și-a început misiunea în martie 2009. Toate, misiunile Kepler și K2 au detectat un număr de 5.106 de candidați planetari și au confirmat existența a 2.493 de planete.
Una dintre cele mai recente descoperiri făcute cu Kepler este EPIC 228813918 b, o planetă terestră (adică stâncoasă) care orbitează o stea pitică roșie la aproximativ 264 până la 355 de ani lumină de Pământ. Această descoperire ridică câteva întrebări interesante, deoarece este a doua oară când o planetă cu o perioadă orbitară ultra-scurtă - completează o singură orbită în doar 4 ore și 20 de minute - a fost găsită orbitând o stea pitică roșie.
Studiul, care a fost publicat recent online, a fost realizat de o echipă internațională de oameni de știință care provin din instituții de la Massachusetts Institute of Technology (MIT), California Institute of Technology (Caltech), Institutul de Tehnologie din Tokyo și Institutul. de Astrofizică a Insulelor Canare (IAC) la observatorii și universitățile din întreaga lume.
După cum a indicat echipa în studiul lor, detectarea acestui exoplanet s-a făcut grație datelor colectate de numeroase instrumente. Aceasta a inclus date spectrografice de la telescopul Subaru de 8,2 m și telescopul Keck I de 10 m (ambele situate pe Mauna Kea, Hawaii) și telescopul optic nordic (NU) la Observatorul Roque de los Muchachos din La Palma, Spania.
Acest lucru a fost combinat cu imagini de tip speckle de la telescopul WIYN de 3,5 m de la Kitt Peak National Observatory din Arizona, fotometria din misiunea K2 a NASA și informații despre arhiva stelei care se întoarce peste 60 de ani. După ce au eliminat orice alte explicații posibile - cum ar fi un binar eclipsant (EB) - nu numai că au confirmat perioada orbitală a planetei, dar au furnizat constrângeri asupra masei și dimensiunii sale. După cum scriau:
„Folosind o combinație de imagini arhivistice, imagini AO, măsurări RV și modelare a curbei de lumină, prezentăm că niciun scenariu binar eclipsant plauzibil nu poate explica curba luminii K2, confirmând astfel natura planetară a sistemului. Planeta, a cărei rază determinăm a fi 0,89 ± 0,09 [razele Pământului] și care trebuie să aibă o fracție de masă de fier mai mare de 0,45, orbitează o stea cu masa 0,463 ± 0,052 M și raza 0,442 ± 0,044 R. "
Această perioadă orbitală - patru ore și 20 de minute - este a doua cea mai scurtă dintre orice exoplanetă descoperită până în prezent, fiind cu doar 4 minute mai lungă decât cea a lui KOI 1843.03, care orbitează și o stea de tip M (pitică roșie). De asemenea, este cea mai recentă dintr-o linie lungă de exoplanete descoperite recent, care completează o singură orbită a stelelor lor în mai puțin de o zi. Planetele aparținând acestui grup sunt cunoscute sub numele de planete de scurtă durată (USP), dintre care Kepler a găsit un total de 106.
Cu toate acestea, ceea ce este poate cel mai surprinzător în legătură cu această descoperire este cât de masiv este. Deși nu au măsurat direct masa planetei, constrângerile lor indică faptul că exoplaneta are o limită de masă superioară de 0,7 mase de Jupiter - ceea ce se rezumă la peste 222 mase de Pământ. Și totuși, planeta reușește să împacheteze această masă asemănătoare cu gigantul într-o rază care este de 0,80 până la 0,98 ori mai mare decât Pământul.
Motivul pentru aceasta, indică ei, are legătură cu compoziția aparentă a planetei, care este deosebit de bogată în metale:
„Acest lucru duce la o constrângere a compoziției, presupunând un miez de fier și o manta de silicat. Determinăm fracția de masă de fier minimă de 0,525 ± 0,075 (a se vedea 0,7 pentru KOI 1843,03), care este mai mare decât cea a Pământului, Venus sau Marte, dar mai mică decât cea a Mercurului (aproximativ 0,38, 0,35, 0,26 și 0,68, respectiv; Reynolds & Summers 1969). "
În cele din urmă, descoperirea acestei planete este semnificativă din mai multe motive. Pe de o parte, echipa a indicat că constrângerile pe care studiul lor le-a pus pe compoziția planetei s-ar putea dovedi utile pentru a ajuta la înțelegerea modului în care au ajuns propriile noastre planete solare.
„Descoperirea și caracterizarea sistemelor extreme, cum ar fi planetele USP precum EPIC 228813918 b, este importantă, deoarece oferă constrângeri pentru teoriile formării planetei”, concluzionează. „Mai mult, ele ne permit să începem să ne restrângem structura interioară - și, probabil, și a planetelor cu perioadă mai lungă, dacă se arată că sunt o singură populație de obiecte.”
Pe de altă parte, studiul ridică câteva întrebări interesante despre planetele USP - de exemplu, de ce s-au găsit ambele planete cu perioada cea mai scurtă orbitând stele pitice roșii. O posibilă explicație, susțin ei, este că planetele de scurtă durată ar putea avea vieți mai lungi în jurul piticilor M, deoarece degradarea lor orbitală ar fi probabil mult mai lentă. Cu toate acestea, aceștia se grăbesc să facă concluzii provizorii înainte de a se efectua mai multe cercetări.
În viitor, echipa speră să efectueze măsurători ale masei planetei folosind metoda vitezei radiale. Aceasta ar presupune probabil un spectrograf de înaltă rezoluție de înaltă generație, cum ar fi instrumentul Doppler infraroșu (IFD) sau instrumentul CARMENES - care sunt construite în prezent pentru telescopul Subaru și Observatorul Calar Alto (respectiv) pentru a ajuta la vânătoarea de exoplanete în jurul stelelor pitice roșii.
Un lucru este însă clar. Această ultimă descoperire este doar un alt indiciu că stelele piticilor roșii sunt acolo unde vânătorii de exoplanete vor trebui să-și concentreze eforturile în următorii ani și decenii. Aceste stele de masă redusă, ultra-răcoroase și luminozitate redusă sunt în care se fac unele dintre cele mai interesante și extreme descoperiri. Și ceea ce rămânem să învățăm studiindu-le promite să fie cel mai profund!
