Đài quan sát vũ trụ Kepler đã thực hiện một số phát hiện thú vị kể từ khi bắt đầu nhiệm vụ trở lại vào tháng 3 năm 2009. Tất cả đã nói, các nhiệm vụ Kepler và K2 đã phát hiện tổng cộng 5.1106 ứng cử viên hành tinh và xác nhận sự tồn tại của 2.493 hành tinh.
Một trong những phát hiện mới nhất được thực hiện bằng Kepler là EPIC 228813918 b, một hành tinh trên mặt đất (tức là đá) quay quanh một ngôi sao lùn đỏ cách Trái đất khoảng 264 đến 355 năm ánh sáng. Phát hiện này đặt ra một số câu hỏi thú vị, vì đây là lần thứ hai một hành tinh có chu kỳ quỹ đạo cực ngắn - nó hoàn thành một quỹ đạo duy nhất chỉ trong 4 giờ 20 phút - đã được tìm thấy quay quanh một ngôi sao lùn đỏ.
Nghiên cứu được công bố trực tuyến gần đây được thực hiện bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ các tổ chức từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Viện Công nghệ California (Caltech), Viện Công nghệ Tokyo và Viện Vật lý thiên văn của Quần đảo Canary (IAC) đến các đài thiên văn và trường đại học từ khắp nơi trên thế giới.
Như nhóm nghiên cứu đã chỉ ra trong nghiên cứu của họ, việc phát hiện ngoại hành tinh này được thực hiện nhờ dữ liệu được thu thập bởi nhiều công cụ. Điều này bao gồm dữ liệu quang phổ từ kính viễn vọng Subaru 8.2 m và kính viễn vọng Keck I 10 m (cả hai đều nằm trên Mauna Kea, Hawaii) và Kính viễn vọng quang học Bắc Âu (KHÔNG) tại Đài quan sát Roque de los Muchachos ở La Palma, Tây Ban Nha.
Điều này được kết hợp với hình ảnh lốm đốm từ kính viễn vọng WIYN 3,5 m tại Đài quan sát quốc gia Kitt Peak ở Arizona, trắc quang từ sứ mệnh NASA K2 của NASA và thông tin lưu trữ của ngôi sao đã tồn tại hơn 60 năm. Sau khi loại bỏ bất kỳ lời giải thích nào khác có thể - chẳng hạn như nhị phân lu mờ (EB) - họ không chỉ xác nhận thời kỳ quỹ đạo của hành tinh, mà còn cung cấp các ràng buộc về khối lượng và kích thước của nó. Như họ đã viết:
Sử dụng kết hợp các hình ảnh lưu trữ, hình ảnh AO, đo RV và mô hình đường cong ánh sáng, chúng tôi hiển thị rằng không có kịch bản nhị phân che khuất hợp lý nào có thể giải thích đường cong ánh sáng K2, và do đó xác nhận bản chất hành tinh của hệ thống. Hành tinh có bán kính mà chúng ta xác định là 0,89 ± 0,09 [bán kính Trái đất] và phải có phần khối lượng sắt lớn hơn 0,45, quay quanh một ngôi sao có khối lượng 0,463 ± 0,052 M và bán kính 0,442 ± 0,044 R.
Thời gian quỹ đạo này - bốn giờ và 20 phút - là khoảng thời gian ngắn thứ hai trong số các ngoại hành tinh được phát hiện cho đến nay, chỉ dài hơn 4 phút so với KOI 1843.03, cũng quay quanh một ngôi sao loại M (sao lùn đỏ). Đây cũng là lần mới nhất trong một chuỗi dài các ngoại hành tinh được phát hiện gần đây, hoàn thành một quỹ đạo của các ngôi sao của họ trong vòng chưa đầy một ngày. Các hành tinh thuộc nhóm này được gọi là các hành tinh siêu ngắn (USP), trong đó Kepler đã tìm thấy tổng cộng 106.
Tuy nhiên, điều có lẽ đáng ngạc nhiên nhất về phát hiện này là nó lớn đến mức nào. Mặc dù họ không đo trực tiếp khối lượng hành tinh, nhưng các ràng buộc của họ chỉ ra rằng ngoại hành tinh có giới hạn khối lượng trên 0,7 khối lượng Sao Mộc - hoạt động trên 222 khối lượng Trái đất. Chưa hết, hành tinh này còn có thể đóng gói khối lượng giống như khí khổng lồ này vào bán kính gấp 0,80 đến 0,98 lần so với Trái đất.
Lý do cho điều này, họ chỉ ra, có liên quan đến thành phần rõ ràng của hành tinh, đặc biệt giàu kim loại:
Điều này dẫn đến một ràng buộc về thành phần, giả sử một lõi sắt và lớp phủ silicat. Chúng tôi xác định phần khối lượng sắt tối thiểu là 0,525 ± 0,075 (xem 0,7 cho KOI 1843,03), lớn hơn so với Trái đất, Sao Kim hoặc Sao Hỏa, nhưng nhỏ hơn so với Sao Thủy (khoảng 0,38, 0,35, 0,26 và 0,68, tương ứng; Reynold & Summers 1969).
Cuối cùng, việc phát hiện ra hành tinh này rất có ý nghĩa vì nhiều lý do. Một mặt, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng những hạn chế mà nghiên cứu của họ đặt lên thành phần hành tinh trên hành tinh có thể chứng minh sự hữu ích trong việc giúp hiểu các hành tinh Mặt trời của chúng ta xuất hiện như thế nào.
Khám phá và mô tả các hệ thống cực đoan, chẳng hạn như các hành tinh USP như EPIC 228813918 b, rất quan trọng vì chúng đưa ra các ràng buộc cho các lý thuyết hình thành hành tinh, họ kết luận. Hơn nữa, chúng cho phép chúng ta bắt đầu hạn chế cấu trúc bên trong của chúng - và có khả năng là các hành tinh có thời gian dài hơn, nếu chúng được hiển thị là một quần thể vật thể duy nhất.
Mặt khác, nghiên cứu đặt ra một số câu hỏi thú vị về các hành tinh USP - ví dụ, tại sao hai hành tinh trong thời gian ngắn nhất đều được tìm thấy quay quanh các ngôi sao lùn đỏ. Một lời giải thích có thể, họ tuyên bố, là các hành tinh trong thời gian ngắn có thể có tuổi thọ dài hơn xung quanh các sao lùn M vì sự phân rã quỹ đạo của chúng có thể sẽ chậm hơn nhiều. Tuy nhiên, họ nhanh chóng thận trọng trước việc đưa ra bất kỳ kết luận dự kiến nào trước khi có nhiều nghiên cứu được tiến hành.
Trong tương lai, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tiến hành các phép đo khối lượng hành tinh bằng cách sử dụng phương pháp vận tốc hướng tâm. Điều này có thể sẽ liên quan đến máy quang phổ có độ phân giải cao thế hệ tiếp theo, như thiết bị Doppler hồng ngoại (IFD) hoặc thiết bị CARMENES - hiện đang được chế tạo cho Kính viễn vọng Subaru và Đài thiên văn Calar Alto (tương ứng) để hỗ trợ săn tìm ngoại hành tinh xung quanh sao lùn đỏ.
Một điều rõ ràng là mặc dù. Phát hiện mới nhất này chỉ là một dấu hiệu khác cho thấy các ngôi sao lùn đỏ là nơi những người săn ngoại hành tinh sẽ cần phải tập trung nỗ lực của họ trong những năm và thập kỷ tới. Những ngôi sao có khối lượng thấp, cực mát và cực thấp này là nơi mà một số phát hiện thú vị và cực đoan nhất đang được thực hiện. Và những gì chúng ta đứng để học bằng cách nghiên cứu chúng hứa hẹn sẽ sâu sắc nhất!
