Observatorium ruang angkasa Kepler telah membuat beberapa penemuan menarik sejak memulakan misinya pada bulan Mac 2009. Semua diberitahu, misi Kepler dan K2 telah mengesan sejumlah 5,106 calon planet, dan mengesahkan adanya 2,493 planet.
Salah satu penemuan terbaru yang dibuat menggunakan Kepler adalah EPIC 228813918 b, planet darat (iaitu berbatu) yang mengorbit bintang kerdil merah sekitar 264 hingga 355 tahun cahaya dari Bumi. Penemuan ini menimbulkan beberapa persoalan menarik, kerana ini adalah kali kedua planet dengan tempoh orbit ultra pendek - ia menyelesaikan satu orbit hanya dalam 4 jam 20 minit - telah ditemukan mengorbit bintang kerdil merah.
Kajian itu, yang baru-baru ini diterbitkan dalam talian, dilakukan oleh pasukan saintis antarabangsa yang berasal dari institusi yang terdiri daripada Institut Teknologi Massachusetts (MIT), Institut Teknologi California (Caltech), Institut Teknologi Tokyo, dan Institut Astrofizik Kepulauan Canary (IAC) ke balai cerap dan universiti dari seluruh dunia.
Seperti yang ditunjukkan oleh pasukan dalam kajian mereka, pengesanan eksoplanet ini dibuat berkat data yang dikumpulkan oleh banyak instrumen. Ini termasuk data spektrografi dari teleskop Subaru 8.2-m dan teleskop Keck I 10-m (kedua-duanya terletak di Mauna Kea, Hawaii) dan Teleskop Optik Nordik (BUKAN) di Balai Cerap Roque de los Muchachos di La Palma, Sepanyol.
Ini digabungkan dengan pencitraan spekel dari teleskop WIYN 3,5-m di Balai Cerap Nasional Kitt Peak di Arizona, fotometri dari misi K2 NASA, dan maklumat pengarkiban bintang yang kembali lebih dari 60 tahun. Setelah menghapuskan kemungkinan penjelasan lain - seperti binari gerhana (EB) - mereka tidak hanya mengesahkan tempoh orbit planet ini, tetapi juga memberikan batasan pada jisim dan ukurannya. Seperti yang mereka tulis:
"Dengan menggunakan kombinasi gambar arkib, pencitraan AO, pengukuran RV, dan pemodelan kurva cahaya, kami menunjukkan bahawa tidak ada senario binari gerhana yang dapat menerangkan keluk cahaya K2, dan dengan itu mengesahkan sifat planet sistem. Planet ini, yang radius kita tetapkan menjadi 0,89 ± 0,09 [Radius Bumi], dan yang mesti mempunyai pecahan jisim besi lebih besar dari 0,45, mengorbit bintang berjisim 0,463 ± 0,052 M dan radius 0,442 ± 0,044 R. "
Tempoh orbit ini - empat jam 20 minit - adalah yang terpendek kedua dari mana-mana eksoplanet yang ditemui setakat ini, hanya 4 minit lebih lama daripada KOI 1843.03, yang juga mengorbit bintang jenis-M (kerdil merah). Ini juga merupakan yang terbaru dalam barisan panjang exoplanet yang baru ditemui yang melengkapkan satu orbit bintang mereka dalam masa kurang dari satu hari. Planet yang tergolong dalam kumpulan ini dikenali sebagai planet jangka pendek (USP), di mana Kepler telah menemui sejumlah 106.
Namun, yang paling mengejutkan mengenai penemuan ini adalah betapa besarnya jumlahnya. Walaupun mereka tidak mengukur jisim planet secara langsung, kekangan mereka menunjukkan bahawa eksoplanet mempunyai had jisim atas 0.7 massa Musytari - yang berfungsi untuk lebih dari 222 massa Bumi. Namun, planet ini berjaya memasukkan jisim seperti gergasi gas ini ke dalam radius 0,80 hingga 0,98 kali ganda dari Bumi.
Sebabnya, mereka menunjukkan, ada kaitan dengan komposisi jelas planet ini, yang sangat kaya dengan logam:
"Ini menyebabkan kekangan pada komposisi, dengan menganggap teras besi dan mantel silikat. Kami menentukan pecahan jisim besi minimum menjadi 0,525 ± 0,075 (lih. 0,7 untuk KOI 1843,03), yang lebih besar daripada Bumi, Venus atau Marikh, tetapi lebih kecil daripada yang ada pada Mercury (kira-kira 0,38, 0,35, 0,26, dan 0,68, masing-masing; Reynolds & Summers 1969). "
Pada akhirnya, penemuan planet ini penting kerana beberapa sebab. Di satu pihak, pasukan menunjukkan bahawa kekangan kajian mereka terhadap komposisi planet dapat terbukti berguna dalam membantu memahami bagaimana planet Suria kita sendiri wujud.
"Menemukan dan mencirikan sistem ekstrem, seperti planet USP seperti EPIC 228813918 b, penting kerana ia menawarkan kekangan untuk teori pembentukan planet," mereka menyimpulkan. "Selanjutnya, mereka membenarkan kita untuk mulai mengekang struktur dalaman mereka - dan berpotensi juga dengan planet jangka panjang, jika mereka ditunjukkan sebagai satu populasi objek."
Sebaliknya, kajian ini menimbulkan beberapa persoalan menarik mengenai planet USP - misalnya, mengapa kedua-dua planet paling pendek kedua-duanya dijumpai mengorbit bintang kerdil merah. Penjelasan yang mungkin, mereka mendakwa, adalah bahawa planet jangka pendek dapat mempunyai jangka hayat yang lebih lama di sekitar kerdil M kerana kerusakan orbitnya mungkin jauh lebih lambat. Namun, mereka segera berhati-hati agar tidak membuat kesimpulan sementara sebelum lebih banyak kajian dilakukan.
Di masa depan, pasukan berharap dapat melakukan pengukuran jisim planet menggunakan kaedah kecepatan radial. Ini mungkin melibatkan spektrograf resolusi tinggi generasi akan datang, seperti instrumen Infrared Doppler (IFD) atau instrumen CARMENES - yang kini sedang dibina untuk Teleskop Subaru dan Observatorium Calar Alto (masing-masing) untuk membantu dalam mencari eksoplanet sekitar bintang kerdil merah.
Satu perkara yang jelas. Penemuan terbaru ini hanyalah petunjuk lain bahawa bintang kerdil merah adalah tempat pemburu eksoplanet perlu memfokuskan usaha mereka pada tahun dan dekad yang akan datang. Bintang berjisim rendah, sangat sejuk dan bercahaya rendah ini adalah tempat penemuan yang paling menarik dan melampau. Dan apa yang ingin kita pelajari dengan mempelajarinya menjanjikan yang paling mendalam!
