Satelita Kepler i 18000 możliwych planet

Kepler-22b, planeta podobna do Ziemi, na której panują warunki umożliwiające powstanie życia. Odkryta metodą tranzytu podczas misji Kepler. Jest jedną z ponad 100 znanych dziś planet odkrytych tym sposobem przez satelitę Kepler.
Źródło: kepler.nasa.gov
W najnowszej publikacji zespół naukowy związany z misją Kepler ogłosił znalezienie łącznie 18407 potencjalnych planet orbitujących wokół 11087 gwiazd. Tak wielka ilość kandydatów na planety odkryta wyłącznie dzięki tranzytom jest rezultatem obserwacji trwających nieprzerwanie od 2009 roku.

Kepler jest teleskopem typu Schmidta o aperturze 0.95 metra, który znajduje się na orbicie okołosłonecznej i obserwuje stale ten sam obszar nieba. Jego okres orbitalny wynosi 372 dni, przy czym dla zapewnienia najlepszego nasłonecznienia jego paneli, satelita wykonuje obrót wokół własnej osi o 90o. Obrót nastepuje co 93 dni, a okres pomiędzy obrotami nazwany został kwartałem (Q). Obecnie trwa już 14. kwartał. Kepler obserwuje od początku swojego działania stale te same gwiazdy, których ilość przekracza 190 tysięcy. Obserwacje polegają na wykonywaniu nieprzerwanej serii zdjęć; każde zdjęcie trwa efektywnie pół godziny. Dane, dla każdej gwiazdy z osobna, podzielone na kwartały, wysyłane są do ogólnodostępnej bazy danych MAST (Mikulski Archive for Space Telescopes).

Głównym celem misji jest odkrycie "Drugiej Ziemi", czyli planety podobnej do naszej, która orbituje wokół gwiazdy podobnej do Słońca w odległości około jednej jednostki astronomicznej. Metoda badawcza polega na obserwacji blasku gwiazdy i poszukiwaniu tranzytu, czyli sygnału, który jest spowodowany przejściem planety przez tarczę jej macierzystej gwiazdy. Jeżeli więc jakaś gwiazda ma planety, ale ich orbity nie leżą pod odpowiednim kątem dla obserwatora, to nie dojdzie do tranzytu i obiekt zostaje pominięty. Pomimo jednak takich ścisłych ograniczeń, w zbiorze 190 tysięcy gwiazd
udało się znaleźć 11 tysięcy, które z bardzo dużym prawdopodobieństwem mają planety. Część z tych gwiazd posiada zapewne więcej niż jedną planetę, bowiem suma wszystkich kandydatów na planety wynosi prawie 18,5 tysiąca. Liczba ta jest rezultatem prawie tysiąca dni ciągłych obserwacji. Dla porównania, pierwsze efekty ogłoszone po dwustu dniach misji obejmowały niespełna 2,5 tysiąca kandydatów na planety, więc ponad siedem razy mniej.

Spośród wszystkich kandydatów na planety, ponad 15 tysięcy posiada okres orbitalny nie dłuższy niż 50 dni (krążąc wokół Słońca posiadałyby orbitę ciaśniejszą od orbity Merkurego). Najciekawsza jest grupa potencjalnych planet o okresie orbitalnym podobnym do ziemskiego, czyli około 350 dni. W najnowszych wynikach jest ich ponad 2 tysiące. Nie jest jednak proste stać się kandydatem na planetę. Każdy sygnał musi przejść przez serię testów, aby uzyskać status potencjalnej planety, przy czym najważniejszym kryterium jest okresowość sygnału. Aby awansować ostatecznie z kandydata na pełnoprawną planetę pozasłoneczną, każdy obiekt musi być dokładnie przetestowany za pomocą naziemnych obserwacji spektroskopowych. Metoda tranzytów jest więc dopiero pierwszym sitem, które dostarcza kandydatów. Jednak przy obecnych, bardzo wymagających testach szacuje się, że lwia część potencjalnych planet Keplera stanowi rzeczywiście istniejące egzoplanety.

Najciekawszymi dotychczas potwierdzonymi obiektami są:
  • Kepler-11, gwiazda z własnym układem planetarnym: aż sześć potwierdzonych planet orbitujących wokół tej samej gwiazdy. (Orion)
  • Kepler-22b, planeta orbitująca wokół gwiazdy o nazwie Kepler-22. Posiada masę i wielkość zbliżoną do Ziemi, a jej temperatura najpewniej pozwala na utrzymanie się wody w stanie ciekłym. (Orion)
  • Kepler-16b, planeta orbitująca wokół ciasnego układu składającego się z dwóch gwiazd, (Orion)
  • Kepler-7b, planeta nazwana "nadętym Jowiszem" posiada masę zbliżoną do Jowisza, ale jej atmosfera jest bardzo spuchnięta,
  • PH1, planeta odktyta w projekcie Planet Hunters, znajduje się w ukłądzie złożonym z czterech gwiazd i wędruje po stabilnej orbicie. (Orion)

Te i inne ciekawe odkrycia zostały dokonane po bardzo dokładnym przeanalizowaniu dopiero setki obiektów z grona prawie 2,5 tysiąca znalezionych przy analizie pierwszych 200 dni misji. Pozostaje sobie wyobrazić, jakie inne, egzotyczne planety mogą znajdować się pośród aż 16 tysięcy zupełnie nowych kandydatów, których istnienie ogłosił niedawno Zespół Keplera.

Źródło: Artykuł "Detection of Potential Transit Signals in the First Twelve Quarters of Kepler Mission Data" autorstwa Tenenbaum et al., dostępny w bazie  arXiv:1212.2915v1.

Bartłomiej Dębski 

Liczba odsłon: 1948