En återgivning av de två planeternas banor runt deras stjärna, heter K2-146. Kredit:Daniel Fabrycky
Jordbor har länge dagdrömt om avlägsna planeter, men först nyligen har forskare kunnat identifiera tusentals nya exoplaneter – och lära sig mer och mer om hur de ser ut.
Det senaste:en ny exoplanet upptäckt av NASA:s rymdfarkost Kepler i konstellationen Kräftan. Tack vare bra timing och planetens udda omloppsmönster, forskare vid University of Chicago kunde beräkna dess massa mer exakt än någon annan planet så liten hittills.
"Det var helt oväntat - först trodde vi att det var något fel med uppgifterna, men när vi tittade noga på det, det var supertydligt, " sa doktoranden Aaron Hamann, den första författaren på tidningen. "Det går två planeter runt den här stjärnan, och de agerar väldigt starkt mot varandra, vilket gör att vi kan beräkna deras massor med rekordstor precision."
Lanserades i mars 2009, Kepler-uppdraget utformades för att leta specifikt efter exoplaneter - planeter som kretsar runt stjärnor i avlägsna system, varav några kan hysa liv. Forskare kammar igenom dess data, letar efter anomalier runt avlägsna stjärnor som kan tyda på planeter. Detta var uppdraget för en grupp forskare från University of Chicago som arbetade med Assoc. Prof. Daniel Fabrycky, en jägare av konstiga exoplaneter – bland annat, han har vägt planeter i komplexa system som innehåller fem till sju planeter, och retade ut orbitala interaktioner mellan fyra planeter låsta i omloppsbana tätare tillsammans än något annat system.
Fjärran planeter är för små för att se med teleskop, så ett primärt sätt som sådana exoplanetjägare söker efter dem är genom att lägga märke till en mycket liten dämpning av en stjärnas ljus när en planet passerar framför den. När Kepler först tittade på den coola stjärnan som heter K2-146, som ligger cirka 258 ljusår bort, forskare såg en planet skapa ett oregelbundet dimningsmönster. Men tittar på data från Keplers andra och tredje pass år senare, teamet bekräftade att oegentligheten orsakades av en andra planet.
En konstnärs återgivning av NASA:s rymdfarkost Kepler, som tog data som forskare använde för att upptäcka en ny liten exoplanet i en konstig konfiguration. Kredit:NASA
Denna andra, en mindre exoplanet cirklade och drog på den första planetens omloppsbana. När de två exoplaneterna passerar varandra, de snabbar upp lite:"En mini slingshot effekt, " sa Hamann. (Det finns en parallell i vårt eget solsystem. Neptunus upptäcktes på samma sätt, Fabrycky sa:Forskare märkte att Uranus kretsade konstigt och drog slutsatsen att en ny planet var ansvarig - vilket ledde till Neptunus direkta upptäckt.)
Men K2-146s planeter är extrema bland de kända exoplaneterna, sa forskarna. Båda planeterna glider runt solen på några dagar:3,99 dagar för de större, 2,66 för de mindre, i genomsnitt. "Eftersom de har korta omloppsperioder och gravitationseffekterna är starka, banan förändras dramatiskt när vi tittar på den, " förklarade Fabrycky.
"För att ge dig en känsla av det, vårt år har alltid 365 dagar, men dessa planeter kommer att ha år som är betydligt kortare eller längre, " sa Hamann. "Det skulle vara som om din födelsedag ibland skulle komma nästan en månad tidigare eller senare än du normalt förväntar dig."
De hade inte sett den andra planeten tydligt i första passet eftersom den inte var framför stjärnan vid rätt tidpunkt, men i det andra och tredje passet, de två planeternas dans hade fått dem att skifta så att båda var tydligt synliga.
Asst. Prof. Leslie Rogers, som är specialiserad på att avkoda exoplaneternas sammansättning, hjälpte dem gissa att planeterna kan ha en stenkärna med en betydande gasatmosfär som är tillräckligt tjock för att blockera solljus. Normalt skulle planeter så nära deras solar ha fått atmosfären borttagen av fotoner. (Ingen planet är beboelig, forskarna sa:Temperaturerna går förmodligen nära 600 grader Fahrenheit.)
Ytterligare förvärrar forskarnas lycka, Kepler råkade titta på systemet vid viktiga punkter under transiteringarna. "Vi fångade det precis vid den perfekta tidpunkten, så att vi kunde mäta det med en precision på 3 %, även om vi tittade på det under en relativt kort tid, sa Hamann.
"Du behöver en planets massa för att förstå dess gravitation, så att ha en så exakt massa hjälper oss att tolka hur atmosfären måste se ut, " sa UChicago NASA Sagan Fellow och medförfattare Benjamin Montet.
Forskarna sa att upptäckten har konsekvenser för hur man riktar sökningar efter framtida exoplaneter, som NASA:s nya exoplanetuppdrag, Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), som är i omloppsbana nu.
"Detta är en bra påminnelse, speciellt när TESS fortsätter, att om du kollar tillbaka på ett system två år senare, du kan lära dig mycket, " sa Fabrycky. "Det finns många andra planeter som gömmer sig så här."
