En ny studie tillkännagav upptäckten av ett system som är värd för fem transiterande planeter (bildkredit: jhmart1/deviantart).
NASA:s planetupptäckande Kepler-uppdrag drabbades av ett stort mekaniskt fel i maj 2013, men tack vare innovativa tekniker som senare implementerades av astronomer fortsätter satelliten att upptäcka världar bortom vårt solsystem (dvs exoplaneter). Verkligen, Andrew Vanderburg (CfA) och kollegor publicerade just resultat som lyfter fram ett nytt system som har hittats för fem transitplaneter, som inkluderar: två planeter i storleken under Neptunus, en planet i storleken Neptunus, en planet i storleken under Saturnus och en planet i storleken Jupiter.
Teamet kunde identifiera den sällsynta sviten med fem planeter i Keplers utökade uppdrag data genom att utveckla algoritmer som försöker kompensera för satellitens instabilitet, som var ett resultat av det mekaniska felet som inträffade 2013. En medlem i teamet, Martti H. Kristiansen, identifierade de fem transiterna i diagram som sedan producerades av deras pipeline. Bilden nedan förmedlar rå och korrigerad data, varpåbona fidetransiter är lätt urskiljbara i den senare.
Vanderburg och kollegor fick spektra som antyder att stjärnan som är värd för planeterna (betecknad HIP 41378) är relativt lik solen, med en radie och massa på 1,4 respektive 1,15 gånger solens. Emellertid visade sig planeterna i det nyupptäckta systemet fullborda sina banor på en jämförelsevis kort tid (vanligtvis mindre än 1 år). De kortare omloppsperioderna är ofta ett resultat av en selektionsbias som härrör från ansträngningar som syftar till att detektera planetsystem med transiteringsmetoden , som avslöjar planeter genom att identifiera minskningen i ljusstyrka som uppstår när en exoplanet passerar framför sin värdstjärna längs vår siktlinje. Sådana transiter är sällsynta på grund av det opraktiska i att oavbrutet övervaka en målvärdstjärna, och på grund av orienteringseffekter (dvs. ett nära kantperspektiv krävs). Kepler-satelliten övervakade HIP 41378 i 75 dagar.
Mätningar av Keplers ljusstyrka för stjärnan HIP 41378 indikerar att den är värd för fem transitplaneter. På x-axeln är tiden, och på y-axeln är den relativa ljusstyrkan. Dämpningar i ljusstyrka kan uppstå när planeter korsar sin värdstjärna längs vår siktlinje och blockerar det framträdande stjärnljuset. De blå data förmedlar de råa ljusstyrkemätningarna, medan data som visas nedan är korrigerade för effekter som de som är endemiska för Keplers satellitens mekaniska fel (instabilitet) (bildkredit: Vanderburg et al. 2016, arXiv ).
Det ursprungliga Kepler-uppdraget observerade ett fält på 110 kvadratgrader under fyra år, och Vanderburg noterade att Keplers utökade (K2) uppdrag kunde kartlägga ett område som är upp till 20 gånger större och därmed avsevärt öka antalet observerade objekt. I synnerhet hoppas man att en serie nya exoplaneter skulle kunna upptäckas som kretsar kring ljusare värdstjärnor, eftersom de som identifierades under det ursprungliga Kepler-uppdraget vanligtvis var svaga. Exakta hastighetsmätningar är svåra att uppnå för svagare stjärnor, och data behövs för att komplettera ljusstyrkemätningar och ytterligare karakterisera de upptäckta exoplaneterna. Specifikt är resultat som härleds från sökmetoden för kollektivtrafik ofta ihopkopplade med de som fastställs från hastighetsanalyser (Doppler). för att ge planetsystemens täthet (är det t.ex. en vattenvärld?). Vanderburg noterade att systemet de upptäckt har bland de ljusaste planetvärdstjärnorna från antingen Kepler- eller K2-uppdragen och är ett idealiskt mål för framtida hastighetsobservationer, 'det skulle därför kunna detekteras med spektrografer som HARPS-N och HIRES på norra halvklotet och HARPS och PFS i söder.'
Kepler-satelliten ger ett fördelaktigt stort synfält för att möjliggöra samtidig övervakning av många mål, men en nackdel är att dess upplösning är ganska grov. Faktum är att den jämförelsevis dåliga upplösningen kan resultera i falska transitsignaler ('planetbedragare'), som faktiskt är förklädda binära stjärnsystem. 'Det finns många saker på himlen som kan producera transitliknande signaler som inte är planeter, och därför måste vi vara säkra på att identifiera vad som verkligen är en planet som upptäckts av Kepler', Stephen Bryson berättade för Universe Today 2013 . En pseudo planetarisk transitering kan inträffa på grund av en tillfällig överlagring av en ljusstark stjärna och en svagare förmörkande binärt system , varvid föremålen ligger på olika avstånd längs siktlinjen. Den ljusa förgrundsstjärnan späder ut de typiskt stora förmörkelserna som produceras av det binära systemet, och efterliknar därför de mindre förmörkelserna som visas av transiterande planeter. Vanderburg och kollegor utvärderade den möjligheten genom att erhålla bilder med högre upplösning med Robo-AO adaptiva optiksystem på 2,1 m-teleskopet på Kitt Peak National Observatory . Det adaptiva optiksystemet hjälper till att korrigera förvrängningar som påtvingats av jordens atmosfär, vilket ger en beundransvärt högupplöst bild som inte verkade innehålla kontaminerande stjärnor.
Bilder med högre upplösning erhölls för att säkerställa att transiterna var knutna till exoplaneter. Observationerna förvärvades med hjälp av det adaptiva optiksystemet Robo-AO på 2,1 m-teleskopet vid Kitt Peak National Observatory (bildkredit: Om en ).
Vanderburg noterade optimistiskt att 'Upptäckter som HIP 41378-systemet visar värdet av rymdbaserade transportundersökningar på breda fält. Rymdfarkosten Kepler var tvungen att söka nästan 800 kvadratgrader av himlen (eller sju synfält) innan de hittade ett så ljust flerplanetssystem som var lämpligt för uppföljande observationer. HIP 41378 är en förhandsvisning av typen av upptäckter TESS satellit (2017 lanseringsdatum) kommer att göra rutin.'
Vanderburg et al. 2016 års studie har godkänts för publicering i Astrophysical Journal Letters , och ett förtryck finns tillgängligt på arXiv . Medförfattarna till studien är Juliette C. Becker, Martti H. Kristiansen, Allyson Bieryla, Dmitry A. Duev, Rebecca Jensen-Clem, Timothy D. Morton, David W. Latham, Fred C. Adams, Christoph Baranec, Perry Berlind, Michael L. Calkins, Gilbert A. Esquerdo, Shrinivas Kulkarni, Nicholas M. Law, Reed Riddle, Maissa Salama och Allan R. Schmitt. Om du vill hjälpa Kepler-teamet att identifiera planeter runt andra stjärnor: gå med i Planetjägare medborgarvetenskapligt projekt.