Ο μικρότερος εξωπλανήτης που έχει ανακαλυφθεί ακόμα με το «Ακούγοντας» ένα αστέρι που μοιάζει με Ήλιο

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν νέο πλανήτη που περιφέρεται γύρω από ένα αστέρι που μοιάζει με τον Ήλιο και ο εξωπλανήτης είναι ο μικρότερος που έχει βρεθεί μέχρι σήμερα σε δεδομένα από την αποστολή Κέπλερ. Ο πλανήτης, Kepler-37b, είναι μικρότερος από τον Ερμή, αλλά ελαφρώς μεγαλύτερος από τη Σελήνη της Γης. Η ανακάλυψη του πλανήτη προήλθε από μια συνεργασία μεταξύ επιστημόνων του Kepler και μιας κοινοπραξίας διεθνών ερευνητών που χρησιμοποιούν αστεροσεισμολογία - μετρώντας τις ταλαντώσεις στη φωτεινότητα του άστρου που προκαλούνται από συνεχείς σεισμούς αστεριών και μετατρέποντας αυτές τις μικροσκοπικές παραλλαγές στο φως του άστρου σε ήχους.

«Αυτό είναι βασικά να ακούς το αστέρι μετρώντας ηχητικά κύματα», είπε ο Steve Kawaler, από το State University της Αϊόβα στις ΗΠΑ και μέλος της ερευνητικής ομάδας. 'Όσο μεγαλύτερο είναι το αστέρι, τόσο χαμηλότερη είναι η συχνότητα ή το 'pitch' του τραγουδιού του.'

Οι μετρήσεις που έγιναν από τους αστροσεισμολόγους επέτρεψαν στην ερευνητική ομάδα του Kepler να μετρήσει με μεγαλύτερη ακρίβεια το μικροσκοπικό Kepler-37b, καθώς και να αποκαλύψει δύο άλλους πλανήτες στο ίδιο πλανητικό σύστημα: έναν ελαφρώς μικρότερο από τη Γη και έναν δύο φορές μεγαλύτερο.

Ενώ ο Kepler 37b είναι πιθανότατα ένας βραχώδης πλανήτης, αυτό δεν θα ήταν ένα εξαιρετικό μέρος για να ζήσουν οι άνθρωποι. Είναι πιθανό να είναι πολύ ζεστό - με επιφάνεια που σιγοκαίει και χωρίς ατμόσφαιρα.

«Λόγω του εξαιρετικά μικρού μεγέθους του, παρόμοιου με αυτό του φεγγαριού της Γης και της εξαιρετικά ακτινοβολημένης επιφάνειας του, το Kepler-37b είναι πολύ πιθανόν ένας βραχώδης πλανήτης χωρίς ατμόσφαιρα ή νερό, παρόμοιος με τον Ερμή», έγραψε η ομάδα στην εργασία τους, η οποία ήταν δημοσιεύτηκε αυτή την εβδομάδα στο Nature. «Η ανίχνευση ενός τόσο μικρού πλανήτη δείχνει για πρώτη φορά ότι τα αστρικά συστήματα φιλοξενούν πλανήτες πολύ μικρότερους καθώς και πολύ μεγαλύτερους από οτιδήποτε βλέπουμε στο δικό μας Ηλιακό Σύστημα».

Το αστέρι που φιλοξενεί, το Kepler-37, απέχει περίπου 210 έτη φωτός από τη Γη στον αστερισμό της Λύρας. Και οι τρεις πλανήτες περιφέρονται γύρω από το αστέρι σε απόσταση μικρότερη από την απόσταση που βρίσκεται ο Ερμής από τον Ήλιο, υποδηλώνοντας ότι πρόκειται για πολύ ζεστούς, αφιλόξενους κόσμους. Το Kepler-37b περιφέρεται κάθε 13 ημέρες σε απόσταση μικρότερη από το ένα τρίτο του Ερμή από τον Ήλιο. Η εκτιμώμενη θερμοκρασία επιφάνειας αυτού του πλανήτη που σιγοκαίει, σε περισσότερους από 800 βαθμούς Φαρενάιτ (700 Κέλβιν), θα ήταν αρκετά ζεστή για να λιώσει τον ψευδάργυρο σε μια δεκάρα. Το Kepler-37c και το Kepler-37d περιστρέφονται κάθε 21 ημέρες και 40 ημέρες, αντίστοιχα.

Η ιδέα του καλλιτέχνη για το Kepler-37b. Ο πλανήτης είναι ελαφρώς μεγαλύτερος από το φεγγάρι μας, με μέγεθος περίπου το ένα τρίτο του μεγέθους της Γης. Πίστωση:
NASA/Ames/JPL-Caltech

Το μέγεθος του αστεριού πρέπει να είναι γνωστό για να μετρηθεί με ακρίβεια το μέγεθος του πλανήτη. Για να μάθουν περισσότερα για τις ιδιότητες του αστεριού Kepler-37, οι επιστήμονες εξέτασαν τα ηχητικά κύματα που δημιουργούνται από την κίνηση βρασμού κάτω από την επιφάνεια του άστρου.

«Η τεχνική για την αστρική σεισμολογία είναι ανάλογη με τον τρόπο με τον οποίο οι γεωλόγοι χρησιμοποιούν τα σεισμικά κύματα που δημιουργούνται από τους σεισμούς για να διερευνήσουν την εσωτερική δομή της Γης», δήλωσε ο Travis Metcalfe, ο οποίος είναι μέλος του Kepler Asteroseismic Science Consortium.

Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν στο αστέρι και επαναφέρουν πληροφορίες στην επιφάνεια. Τα κύματα προκαλούν ταλαντώσεις που ο Κέπλερ παρατηρεί ως ένα γρήγορο τρεμόπαιγμα της φωτεινότητας του άστρου. Οι μόλις ευδιάκριτες, υψηλής συχνότητας ταλαντώσεις στη φωτεινότητα των μικρών αστεριών είναι οι πιο δύσκολο να μετρηθούν. Αυτός είναι ο λόγος που τα περισσότερα αντικείμενα που είχαν υποβληθεί στο παρελθόν σε αστεροσεισμική ανάλυση είναι μεγαλύτερα από τον Ήλιο.

«Η μελέτη αυτών των ταλαντώσεων γινόταν για μεγάλο χρονικό διάστημα με τον δικό μας Ήλιο», είπε ο Μέτκαλφ στο Universe Today, «αλλά η αποστολή Κέπλερ το επέκτεινε σε εκατοντάδες αστέρια που μοιάζουν με τον Ήλιο. Το Kepler-37 είναι το πιο ψυχρό αστέρι, καθώς και το μικρότερο αστέρι που έχει μετρηθεί με αστεροσεισμολογία».

Το Kepler-37 έχει ακτίνα μόλις τα τρία τέταρτα του Ήλιου. Ο Metcalfe είπε ότι η ακτίνα του άστρου είναι γνωστή με ακρίβεια 3%, που μεταφράζεται σε εξαιρετική ακρίβεια στο μέγεθος του πλανήτη.

Η Metcalfe ίδρυσε έναν μη κερδοσκοπικό οργανισμό για να βοηθήσει στη συγκέντρωση ερευνητικών κεφαλαίων για την Κοινοπραξία Αστεροσεισμικής Επιστήμης Kepler. Το έργο Pale Blue Dot επιτρέπει στους ανθρώπους να υιοθετήσουν ένα αστέρι για να υποστηρίξουν την αστεροσεισμολογία, καθώς δεν υπάρχει χρηματοδότηση της NASA για την αστεροσεισμολογία.

«Μεγάλο μέρος της τεχνογνωσίας για αυτό υπάρχει στην Ευρώπη και όχι στις ΗΠΑ, επομένως ως μέτρο εξοικονόμησης κόστους η NASA ανέθεσε αυτή τη συγκεκριμένη έρευνα για την αποστολή Kepler», είπε ο Metcalfe, «και η NASA δεν μπορεί να χρηματοδοτήσει ερευνητές σε άλλες χώρες».

Μάθετε πώς μπορείτε να βοηθήσετε αυτή την έρευνα υιοθετώντας ένα από τα αστέρια του Κέπλερ στο Ιστοσελίδα Pale Blue Dot Project.

Το διαστημόπλοιο Kepler φέρει ένα φωτόμετρο, ή φωτόμετρο, για να μετρήσει τις αλλαγές στη φωτεινότητα των αστεριών στα οποία εστιάζει στην περιοχή του Κύκνου στον ουρανό.

Kepler Mission Star Field. Μια εικόνα από τον Carter Roberts της Αστρονομικής Εταιρείας Eastbay στο Όκλαντ της Καλιφόρνια, που δείχνει την περιοχή του Γαλαξία στον ουρανό όπου δείχνει το διαστημόπλοιο/φωτόμετρο Kepler. Κάθε ορθογώνιο υποδεικνύει τη συγκεκριμένη περιοχή του ουρανού που καλύπτεται από κάθε στοιχείο CCD του φωτόμετρου Kepler. Υπάρχουν συνολικά 42 στοιχεία CCD σε ζεύγη, κάθε ζευγάρι αποτελείται από ένα τετράγωνο. Προσφορά: Carter Roberts / Eastbay Astronomical Society.

Ο Metcalfe είπε ότι αυτή η ανακάλυψη χρειάστηκε πολύ χρόνο για να επαληθευτεί, καθώς η υπογραφή αυτού του πολύ μικρού εξωπλανήτη ήταν δύσκολο να επιβεβαιωθεί, για να βεβαιωθεί ότι η υπογραφή δεν προερχόταν από άλλες πηγές, όπως ένα δυαδικό αστέρι που εκλείπει.

Ο Kawaler είπε ότι ο Kepler στέλνει στους αστρονόμους δεδομένα φωτομετρίας που είναι 'πιθανώς τα καλύτερα που θα δούμε στη ζωή μας', είπε, προσθέτοντας ότι αυτή η τελευταία ανακάλυψη δείχνει ότι 'έχουμε μια αποδεδειγμένη τεχνολογία για την εύρεση μικρών πλανητών γύρω από άλλα αστέρια'.

«Αποκαλύψαμε έναν πλανήτη μικρότερο από οποιονδήποτε άλλο στο ηλιακό μας σύστημα που περιστρέφεται γύρω από ένα από τα λίγα αστέρια που είναι ταυτόχρονα φωτεινό και ήσυχο, όπου ήταν δυνατή η ανίχνευση σήματος», δήλωσε ο Thomas Barclay, επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας Nature. «Αυτή η ανακάλυψη δείχνει ότι οι κοντινοί πλανήτες μπορεί να είναι μικρότεροι, καθώς και πολύ μεγαλύτεροι, από πλανήτες που περιφέρονται γύρω από τον ήλιο μας».

Και υπάρχουν περισσότεροι μικροί πλανήτες σαν αυτόν εκεί έξω που περιμένουν να βρεθούν;

Όπως έγραψε η ομάδα στην εργασία της, «Ενώ ένα δείγμα μόνο ενός πλανήτη είναι πολύ μικρό για να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό των ρυθμών εμφάνισης, δίνει βάρος στην πεποίθηση ότι η εμφάνιση του πλανήτη αυξάνεται εκθετικά με τη μείωση του μεγέθους του πλανήτη».

Πηγές: τηλεφωνική συνέντευξη με τον Travis Metcalfe, Κρατικό Πανεπιστήμιο της Αϊόβα , NASA/JPL