Forskare har upptäckt en ny planet som kretsar kring en solliknande stjärna, och exoplaneten är den minsta som hittills hittats i data från Kepler-uppdraget. Planeten Kepler-37b är mindre än Merkurius, men något större än jordens måne. Planetens upptäckt kom från ett samarbete mellan Kepler-forskare och ett konsortium av internationella forskare som använder asteroseismologi - mäter svängningar i stjärnans ljusstyrka orsakade av kontinuerliga stjärnskalv och omvandlar dessa små variationer i stjärnans ljus till ljud.
'Det är i princip att lyssna på stjärnan genom att mäta ljudvågor', säger Steve Kawaler, från Iowa State University i USA, och en medlem av forskargruppen. 'Ju större stjärnan är, desto lägre frekvens eller 'tonhöjd' för dess sång.'
Mätningarna som astroseismologerna gjorde gjorde det möjligt för Keplers forskargrupp att mer exakt mäta den lilla Kepler-37b, samt avslöja två andra planeter i samma planetsystem: en något mindre än jorden och en dubbelt så stor.
Även om Kepler 37b sannolikt är en stenig planet, skulle detta inte vara en bra plats för människor att leva på. Det är troligtvis väldigt varmt - med en pyrande yta och ingen atmosfär.
'På grund av sin extremt lilla storlek, liknande den på jordens måne, och mycket bestrålade yta, är Kepler-37b mycket troligt en stenig planet utan atmosfär eller vatten, liknande Merkurius,' skrev teamet i sin tidning, som var publicerades denna vecka i Nature. 'Detekteringen av en så liten planet visar för första gången att stjärnsystem är värd för planeter som är mycket mindre och mycket större än allt vi ser i vårt eget solsystem.'
Värdstjärnan, Kepler-37, är cirka 210 ljusår från jorden i stjärnbilden Lyra. Alla tre planeterna kretsar runt stjärnan på mindre än avståndet Merkurius är till solen, vilket tyder på att de är mycket heta, ogästvänliga världar. Kepler-37b kretsar var 13:e dag på mindre än en tredjedel av Merkurius avstånd från solen. Den uppskattade yttemperaturen på denna pyrande planet, på mer än 800 grader Fahrenheit (700 Kelvin), skulle vara tillräckligt varm för att smälta zinken i en krona. Kepler-37c och Kepler-37d, kretsar var 21:e dag respektive 40:e dag.
Konstnärens koncept av Kepler-37b. Planeten är något större än vår måne och mäter ungefär en tredjedel av jordens storlek. Kreditera:
NASA/Ames/JPL-Caltech
Storleken på stjärnan måste vara känd för att kunna mäta planetens storlek korrekt. För att lära sig mer om egenskaperna hos stjärnan Kepler-37 undersökte forskare ljudvågor som genereras av den kokande rörelsen under stjärnans yta.
'Tekniken för stjärnseismologi är analog med hur geologer använder seismiska vågor som genereras av jordbävningar för att undersöka jordens inre struktur', säger Travis Metcalfe, som är en del av Kepler Asteroseismic Science Consortium.
Ljudvågorna går in i stjärnan och för information tillbaka upp till ytan. Vågorna orsakar svängningar som Kepler observerar som ett snabbt flimmer av stjärnans ljusstyrka. De knappt urskiljbara, högfrekventa svängningarna i ljusstyrkan hos små stjärnor är de svåraste att mäta. Det är därför de flesta föremål som tidigare utsatts för asteroseismisk analys är större än solen.
'Att studera dessa svängningar har gjorts under lång tid med vår egen sol,' sa Metcalfe till Universe Today, 'men Kepler-uppdraget utökade det till hundratals solliknande stjärnor. Kepler-37 är den coolaste stjärnan, såväl som den minsta stjärnan som har uppmätts med asterosiesmologi.'
Kepler-37 har en radie bara tre fjärdedelar av solen. Metcalfe sa att stjärnans radie är känd till 3 procents noggrannhet, vilket översätts till exceptionell noggrannhet i planetens storlek.
Metcalfe lanserade en ideell organisation för att hjälpa till att samla in forskningsmedel till Kepler Asteroseismic Science Consortium. Pale Blue Dot Project tillåter människor att adoptera en stjärna för att stödja asteroseismologi, eftersom det inte finns någon NASA-finansiering för asteroseismologi.
'Mycket av expertisen för detta finns i Europa och inte i USA, så som en kostnadsbesparande åtgärd lade NASA ut den här forskningen för Kepler-uppdraget', sa Metcalfe, 'och NASA kan inte finansiera forskare i andra länder.'
Ta reda på hur du kan hjälpa denna forskning genom att adoptera en av Kepler-stjärnorna på Pale Blue Dot Project webbplats.
Rymdfarkosten Kepler har en fotometer, eller ljusmätare, för att mäta förändringar i ljusstyrkan hos stjärnorna som den fokuserar på i Cygnus-regionen på himlen.
Kepler Mission Star Field. En bild av Carter Roberts från Eastbay Astronomical Society i Oakland, Kalifornien, som visar Vintergatans område på himlen dit Kepler-rymdfarkosten/fotometern pekar. Varje rektangel indikerar den specifika del av himlen som täcks av varje CCD-element i Kepler-fotometern. Det finns totalt 42 CCD-element i par, varje par består av en kvadrat. Kredit: Carter Roberts / Eastbay Astronomical Society.
Metcalfe sa att denna upptäckt tog lång tid att verifiera, eftersom signaturen för denna mycket lilla exoplanet var svår att bekräfta, för att se till att signaturen inte kom från andra källor som en förmörkande dubbelstjärna.
Kawaler sa att Kepler skickar fotometridata till astronomer som 'förmodligen är det bästa vi kommer att se under vår livstid', sa han och tillade att denna senaste upptäckt visar att 'vi har en beprövad teknik för att hitta små planeter runt andra stjärnor.'
'Vi upptäckte en planet som är mindre än någon annan i vårt solsystem som kretsar kring en av de få stjärnor som är både ljusa och tysta, där signaldetektering var möjlig', säger Thomas Barclay, huvudförfattare till Nature paper. 'Denna upptäckt visar att närliggande planeter kan vara mindre, såväl som mycket större, än planeter som kretsar runt vår sol.'
Och finns det fler sådana här små planeter där ute som bara väntar på att bli hittade?
Som teamet skrev i sin tidning, 'Även om ett urval av endast en planet är för litet för att användas för att bestämma förekomstfrekvenser, ger det vikt åt tron att planetens förekomst ökar exponentiellt med minskande planetstorlek.'
Källor: telefonintervju med Travis Metcalfe, Iowa State University , NASA/JPL