Forskere har opdaget en jordstørrelse exoplanet, der pisker rundt om dens værtsstjerne på blot 8,5 timer - en af de korteste orbitalperioder nogensinde blevet opdaget.
I den tid det tager dig at gennemføre en enkelt arbejdsdag eller få en hel nattesøvn, har en lille ildkugle af en planet 700 lysår væk allerede afsluttet et helt år.
BILLEDE: Cristina Sanchis Ojeda
Forskere ved MIT har opdaget en jordstørrelse exoplanet ved navn Kepler 78b, der pisker rundt om sin værtstjerne på kun 8,5 timer - en af de korteste orbitalperioder nogensinde blevet opdaget. Planeten er ekstremt tæt på sin stjerne - dens orbitalradius er kun ca. tre gange stjernens radius - og forskerne har estimeret, at dens overfladetemperaturer kan være så høj som 3.000 grader Kelvin eller mere end 5.000 grader Fahrenheit. I et sådant brændende miljø er planetens øverste lag sandsynligvis fuldstændigt smeltet, hvilket skaber et massivt, slyngende lavahav.
Det, der er mest spændende for forskere, er, at de var i stand til at registrere lys, der udsendes fra planeten - første gang, at forskere har været i stand til det for en eksoplanet, der er så lille som Kepler 78b. Når dette lys er analyseret med større teleskoper, kan det give forskere detaljerede oplysninger om planetens overfladesammensætning og reflekterende egenskaber.
Kepler 78b er så tæt på sin stjerne, at videnskabsmænd håber at måle dens gravitationspåvirkning på stjernen. Sådanne oplysninger kan bruges til at måle planetens masse, hvilket kan gøre Kepler 78b til den første jordstørrelse planet uden for vores eget solsystem, hvis masse er kendt.
Forskerne rapporterede om deres opdagelse af Kepler 78b i The Astrophysical Journal.
I et separat papir, offentliggjort i Astrofysiske tidsskriftsbreve, medlemmer af den samme gruppe sammen med andre på MIT og andre steder observerede KOI 1843.03, en tidligere opdaget exoplanet med en endnu kortere orbitalperiode: kun 4 1/4 timer. Gruppen, ledet af fysikprofessor emeritus Saul Rappaport, bestemte, at for at planeten skulle opretholde sin ekstremt stramme bane omkring sin stjerne, ville den være utroligt tæt, lavet næsten udelukkende af jern - ellers ville de enorme tidevandskræfter fra nærliggende stjerne ville rive planeten i stykker.
”Bare det faktum, at det er i stand til at overleve der, indebærer, at det er meget tæt,” siger Josh Winn, lektor i fysik ved MIT, og medforfatter på begge papirer. "Hvorvidt naturen rent faktisk fremstiller planeter, der er tæt nok til at overleve endnu tættere på, det er et åbent spørgsmål og ville være endnu mere forbløffende."
Dips i dataene
I deres opdagelse af Kepler 78b kiggede teamet, der skrev Astrophysical Journal-papiret, gennem mere end 150.000 stjerner, der blev overvåget af Kepler-teleskopet, et NASA-rumobservatorium, der undersøger en skive af galaksen. Forskere analyserer data fra Kepler i håb om at identificere beboelige planeter i jordstørrelse.
Målet for Winn og hans kolleger var at kigge efter planeter i jordstørrelse med meget korte orbitalperioder.
”Vi er blevet vant til at planeter har bane om et par dage,” siger Winn. ”Men vi spekulerede på, hvad med et par timer? Er det endda muligt? Og helt sikkert, der er nogle derude. ”
For at finde dem analyserede teamet lysdata fra tusinder af stjerner på udkig efter kendte dips, der indikerede, at en planet med jævne mellemrum passerer foran en stjerne.
At udvælge disse små dyppe blandt titusinder af lyskurver er typisk en tidskrævende prøvelse. For at fremskynde processen, udtænkede gruppen en mere automatiseret tilgang og anvendte en grundlæggende matematisk metode kendt som Fourier-transformen på det store datasæt. Metoden whiterer marken markeret til de lyskurver, der er periodiske, eller som udviser et gentagne mønster.
Stjerner, der er vært for kredsende planeter, kan vise periodiske lysdip, hver gang en planet krydser eller transiterer stjernen. Men der er andre periodiske stjernefenomener, der kan påvirke lysemissionen, såsom en stjerne, der formørker en anden stjerne. For at udvælge de signaler, der er forbundet med faktiske planeter, søgte fysikstuestudent Roberto Sanchis-Ojeda gennem sættet med periodiske lyskurver, på udkig efter hyppige mindre dyppe i dataene midtvejs mellem de planetariske transitter.
Gruppen var i stand til at registrere det lys, der blev afgivet af planeten ved at måle den mængde, som det samlede lys dæmpede, hver gang planeten passerede bag stjernen. Forskerne hævder, at planetens lys muligvis er en kombination af stråling fra dens opvarmede overflade og lys reflekteret af overfladematerialer, såsom lava og atmosfærisk damp.
”Jeg kiggede lige ved øjet, og pludselig ser jeg denne ekstra dråbe lys lige, når det var forventet, og det var virkelig smukt,” husker Sanchis-Ojeda. ”Jeg tænkte, vi ser faktisk lyset fra planeten. Det var et virkelig spændende øjeblik. ”
At leve på en lavaverden
Fra deres målinger af Kepler 78b bestemte holdet, at planeten er omkring 40 gange tættere på sin stjerne end Mercury er for vores sol. Stjernen, som Kepler 78b kredser rundt om, er sandsynligvis relativt ung, da den roterer mere end dobbelt så hurtigt som solen - et tegn på, at stjernen ikke har haft så meget tid til at bremse.
Mens det handler om Jordens størrelse, er Kepler 78b bestemt ikke beboelig på grund af dens ekstreme nærhed til dens værtsstjerne.
”Du skal virkelig strække fantasien for at forestille dig at leve i en lavaverden," siger Winn. ”Vi ville bestemt ikke overleve der.”
Men dette udelukker ikke helt muligheden for andre beboelige planeter i kort periode. Winn's gruppe leder nu efter eksoplaneter, der kredser rundt brune dværge - kolde, næsten døde stjerner, der på en eller anden måde ikke kunne antænde.
”Hvis du er omkring en af de brune dværge, kan du komme så tæt på som et par dage,” siger Winn. ”Det ville stadig være beboeligt ved den rigtige temperatur.”
Medforfattere til de to artikler er Alan Levine fra MIT, Leslie Rogers fra California Institute of Technology, Michael Kotson fra University of Hawaii, David Latham fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics og Lars Buchhave fra University of Copenhagen. Denne forskning blev støttet af tilskud fra NASA.
Via MIT