În timpul în care finalizezi o zi de serviciu sau o noapte întreagă de somn, o planetă asemeni unei mici mingi de foc aflată la 700 de ani lumină distanţă a parcurs deja un întreg an. Cercetătorii de la MIT au descoperit o exoplanetă interesantă de mărimea Pământului.
Această planetă, numită Kepler 78b, orbitează cu viteză în jurul stelei gazdă în doar 8,5 zile - una dintre cele mai scurte perioade orbitale detectate vreodată. Planeta este foarte aproape de steaua sa – rază orbitală fiind aproape de trei ori cât raza stelei - şi cercetătorii au estimat că temperatura la suprafața ei este în jur de 3.000 kelvin sau 5.000 de grade Fahrenheit. Într-un mediu atât de arzător, stratul superior al planetei este probabil topit complet, creând un ocean imens de lavă agitată.
Lucrul care îi intrigă cel mai tare pe oamenii de ştiinţă este faptul că ei au fost capabili să detecteze lumina emisă de planetă - pentru prima dată pentru o planetă atât de mică precum Kepler 78b. Această lumină, odată analiză cu telescoapele mai mari ar putea să ofere cercetătorilor informaţii detaliate despre compoziţia şi proprietăţile reflectorizante ale suprafeţei planetei.
Kepler 78b este atât de aproape de propria stea încât oamenii de ştiinţă speră să poată măsura influenţa planetei asupra stelei. Astfel de informaţii ar putea fi folosite pentru a determina masa planetei, care ar face pe Kepler 78b prima planetă de mărimea Pământului din afara sistemului solar a cărui masă este cunoscută. Cercetătorii au raportat descoperirea lui Kepler 78b în The Astrophysical Journal.
Într-o lucrare separată, publicată în Astrophysical Journal Letters, membrii aceluiaşi grup împreună cu alţii de la MIT şi din alte părţi, au observat KOI 1843.03, o exoplanetă descoperită anterior cu o perioadă orbitală şi mai scurtă: doar 4 ore şi un sfert. Grupul, condus de profesorul de fizică emerit Saul Rappaport, a determinat că planeta, pentru a-şi menţine orbita extrem de strânsă în jurul stelei, ar trebui să fie foarte densă, făcută aproape în întregime din fier - altfel forţele mareice imense de la steaua din apropiere ar rupe planeta în bucăţi.
„Doar faptul că este capabilă să supravieţuiască înseamnă că este foarte densă,” spune Josh Winn, un profesor de fizică de la MIT şi co-autor pentru ambele lucrări. „Dacă natura face planeta suficient de densă pentru a supravieţui chiar mai aproape, este o întrebare deschisă şi ar fi chiar mai uimitor.”
Goluri în date
În timpul descoperiri lui Kepler 78b, echipa care a scris lucrarea publicată în Astrophysical Journal s-a uitat la mai mult de 150.000 de stele care erau monitorizate de către telescopul Kepler, un observator spaţial NASA care urmăreşte o „felie” din galaxie. Cercetătorii analizează datele înregistrate de Kepler cu speranţa că vor identifica planete habitabile de mărimea Pământului. Scopul pentru Winn şi colegii săi era să observe planete de mărimea Pământului cu perioade orbitale foarte scurte.
„Ne-am obişnuit cu planetele care au orbite de doar câteva zile,” spune Winn. „Dar ne-am întrebat, cum ar fi de câteva ore? Chiar este posibil? Şi destul de sigur, există unele acolo undeva.”
Pentru a le găsi, echipa a analizat datele de lumină pentru mii de stele, căutând goluri care ar indica că planeta trece în mod periodic prin faţa unei stele.
Alegerea acestor goluri mici din zeci de mii de curbe de lumină este de obicei un calvar lung. Pentru a grăbi procesul, grupul a conceput o metodă cu o abordare mai automată, aplicând o metodă matematică de bază cunoscută ca şi transformarea Fourier pentru seturi de date mari. Metoda în esenţă elimină fâşiile câmpului până la curbele de lumină care sunt periodice sau care prezintă un model repetitiv.
Steaua care găzduieşte planete ce orbitează poate afişa goluri periodice de lumină de fiecare dată când acestea o tranzitează. Dar există şi alte fenomene stelare periodice care pot afecta emisiile de lumină, cum ar fi două stele care se eclipsează. Pentru a alege acele semnale asociate cu planetele actuale, absolventul în fizică Roberto Sanchis-Ojeda a căutat prin setul de curbe periodice de lumină, urmărind goluri frecvente mai mici de la jumătatea distanţei dintre tranzite.
Grupul a reuşit să detecteze lumina emisă de către planetă măsurând cantitatea cu care întreaga lumină emisă se diminua de fiecare dată când planeta trecea în spatele stelei. Cercetătorii afirmă că lumina planetei este probabil o combinaţie de radiaţie emisă de către suprafaţa ei încălzită şi lumină reflectată de către suprafaţa formată din lavă şi de către vaporii din atmosferă.
„Mă uitam cu atenţie, când dintr-o dată am văzut această cădere suplimentară de lumină exact unde era de aşteptat şi era foarte frumos,” îşi aminteşte Sanchis-Ojeda. „M-am gândit că noi de fapt vedem lumina emisă de planetă. A fost un moment foarte interesant.”
Trăind într-o lume de lavă
Din măsurătorile lor ale lui Kepler 78b, echipa a determinat că planeta este de aproximativ 40 de ori mai apropiată de propria stea decât Mercur de Soare. Steaua în jurul căruia Kepler 78b orbitează este probabil relativ tânără, deoarece se roteşte de două ori mai rapid decât Soarele - un semn că steaua nu a avut mult timp pentru a încetini.
Chiar dacă este de mărimea Pământului, Kepler 78b cu siguranţă nu este habitabilă, datorită aproprierii sale extreme de steaua gazdă.
„Ar trebui să ai o imaginaţie cu adevărat bogată pentru aţi imagina cum e să trăieşti într-o lume de lavă,” spune Winn. „Cu siguranţă noi nu am supravieţui acolo.”
Dar acest lucru nu exclude în totalitate posibilitatea habitabilităţii unor planete cu perioadă scurtă. Grupul lui Winn acum caută exoplanete care orbitează pitice maro - stele reci aproape fără activitate, care într-un fel sau altul nu au reuşit să se aprindă.
„Dacă eşti în jurul unei astfel de pitice maro, atunci poţi să te aproprii şi la orbite de doar câteva zile,” spune Winn. „Încă ar fi habitabilă la temperatura potrivită.”
Coautorii celor două lucrări sunt Alan Levine de la MIT, Leslie Rogers de la CalTec, Michael Kotson de la Universitatea din Hawaii, David Latham de la Centrul pentru Astrofizică Harvard - Smithsonian şi Lars Buchhave de la Universitatea din Copenhagen. Această cercetare a fost susţinută de subvenţii de la NASA.
Traducere de Daniel Cosovanu după Waking up to a new year
