Космічна обсерваторія Кеплера зробила кілька цікавих знахідок з моменту початку своєї місії ще в березні 2009 року. Всього сказано, що місії Кеплера та К2 виявили загалом 5 106 кандидатів у планету та підтвердили існування 2493 планет.
Однією з останніх знахідок, зроблених за допомогою Кеплера, є EPIC 228813918 b, наземна (тобто скеляста) планета, яка обертається навколо зірки червоного карлика приблизно за 264 до 355 світлових років від Землі. Це відкриття викликає кілька цікавих питань, оскільки вдруге планета з ультракоротким орбітальним періодом - вона завершує одну орбіту всього за 4 години і 20 хвилин - виявилася на орбіті червоної зірки карлика.
Дослідження, яке нещодавно було опубліковане в Інтернеті, було проведено міжнародною групою вчених, які приймають участь у інститутах, починаючи від Массачусетського технологічного інституту (MIT), Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech), Токійського технологічного інституту та інституту з астрофізики Канарських островів (МАК) в обсерваторії та університети з усього світу.
Як зазначила команда у своєму дослідженні, виявлення цієї екзопланети було здійснено завдяки даним, зібраним численними інструментами. Сюди ввійшли спектрографічні дані з 8,2-метрового телескопа Subaru та 10-метрового телескопа Keck I (обидва вони розташовані на Мауна-Кеа, Гаваї) та Північного оптичного телескопа (НЕ) в обсерваторії Роке де лос Мучачос у Ла-Пальмі, Іспанія.
Це поєднувалося зі спекл-знімками з 3,5-метрового телескопа WIYN в Національній обсерваторії Кіт-Пік в Арізоні, фотометрією місії НАСА К2 та архівною інформацією про зірку, яка сягає понад 60 років. Після усунення будь-яких інших можливих пояснень - таких як затемнення бінарних (EB) - вони не лише підтвердили орбітальний період планети, але й забезпечили обмеження щодо її маси та розміру. Як вони писали:
«Ми показуємо, використовуючи комбінацію архівних зображень, AO-зображень, вимірювань РВ та моделювання кривої світла що жоден правдоподібний затемнення бінарного сценарію не може пояснити криву світла K2 і тим самим підтвердити планетарний характер системи. Планета, радіус якої ми визначаємо як 0,89 ± 0,09 [радіуси Землі], і яка повинна мати масову частку заліза більше 0,45, орбітальна зірка масою 0,463 ± 0,052 М і радіус 0,442 ± 0,044 Р. "
Цей орбітальний період - чотири години та 20 хвилин - є другим найкоротшим із виявлених на сьогодні екзопланет, на 4 хвилини довше, ніж у KOI 1843.03, який також обертається навколо зірки типу М (червоний карлик). Це також остання у довгій лінійці нещодавно виявлених екзопланет, які завершують одну орбіту своїх зірок менш ніж за добу. Планети, що належать до цієї групи, відомі як планети ультракороткого періоду (USP), яких Кеплер знайшов 106.
Однак, що, мабуть, найдивовижніше у цій знахідці - це лише те, наскільки вона є масовою. Хоча вони не вимірювали масу планети безпосередньо, їх обмеження вказують на те, що екзопланета має верхню межу маси 0,7 мас Юпітера - що працює на понад 222 маси Землі. І все-таки планеті вдається упакувати цю газоподібну гігантську масу в радіус, який в 0,80 - 0,98 разів перевищує земний.
Причина цього, зазначають вони, пов'язана з очевидним складом планети, який особливо багатий металами:
"Це призводить до обмеження складу, припускаючи залізну серцевину і силікатну мантію. Ми визначаємо, що мінімальна масова частка заліза становить 0,525 ± 0,075 (пор. 0,7 для KOI 1843,03), що більше, ніж у Землі, Венери чи Марса, але менша, ніж у Меркурія (приблизно 0,38, 0,35, 0,26 та 0,68, відповідно; Reynolds & Summers 1969).
Зрештою, відкриття цієї планети є важливим з ряду причин. З одного боку, команда зазначила, що обмеження, які їх дослідження вивчають на складі планети, можуть виявитись корисними для того, щоб допомогти зрозуміти, як складаються наші власні Сонячні планети.
"Виявлення та характеристика екстремальних систем, таких як USP-планети, як EPIC 228813918 b, є важливим, оскільки вони пропонують обмеження для теорій формування планет", - підсумовують вони. "Крім того, вони дозволяють нам почати обмежувати їх внутрішню структуру - і, можливо, структуру планет більш тривалого періоду, якщо вони виявляться єдиною сукупністю об'єктів".
З іншого боку, дослідження викликає цікаві питання щодо планет USP - наприклад, чому обидві планети найкоротшого періоду були виявлені на орбіті червоних карликових зірок. Можливе пояснення, стверджують вони, полягає в тому, що короткотермінові планети можуть мати довший термін життя навколо M-карликів, оскільки їх орбітальний розпад, ймовірно, буде набагато повільніше. Однак вони швидко застерігають робити будь-які попередні висновки, перш ніж проводити додаткові дослідження.
В майбутньому команда сподівається провести вимірювання маси планети за допомогою методу радіальної швидкості. Це, ймовірно, передбачає спектрограф високої роздільної здатності наступного покоління, як інфрачервоний доплерівський інструмент (IFD) або інструмент CARMENES, який наразі будується для телескопа Subaru і обсерваторії Калар Альто (відповідно) для допомоги в полюванні на екзопланети навколо червоних карликових зірок.
Одне зрозуміло, однак. Ця остання знахідка - лише чергове свідчення того, що червоні зірки-карлики - це місце, де мисливцям на екзопланети потрібно буде зосередити свої зусилля у найближчі роки та десятиліття. Ці зірки з низькою масою, надто прохолодними та низькими освітленнями - це місце, де робляться одні з найцікавіших та екстремальних знахідок. І те, що ми маємо вчитися, вивчаючи їх, обіцяє бути найглибшим!
