Kepler Team vydává katalog exoplanetů

Nejobsáhlejší a nejpodrobnější katalog, který byl vydán, představuje konec éry rozsahu lovu planet.

To je zábal pro Keplerův kosmický dalekohled přinejmenším jeho primární poslání. 19. června astronomové vydali katalog osmé a závěrečné mise s údaji shromážděnými z prvních 4 let života Keplera. S 219 novými kandidáty na planetu, z nichž 10 je téměř ve velikosti Země a obíhá v jejich obyvatelné zóně, bude katalog pomáhat astronomům odpovědět na otázku, která je středem pozornosti mise dalekohledu: Kolik planet podobných Zemi orbita Slunce podobné hvězdy?

Vědci objevili mezeru v distribuci velikostí planet, což naznačuje, že většina planet objevených dosud Keplerem spadá do dvou odlišných tříd velikostí: skalní velikost Země a velikost super Země (podobné Kepler-452b) a mini -Neptune-size (podobně jako Kepler-22b). Tento histogram ukazuje počet planet na 100 hvězd v závislosti na velikosti planety vzhledem k Zemi. Oranžová čára ukazuje oblasti, kde jsou počítací data kompletní, zatímco bílá čára označuje neúplná data. (Ačkoli se zdá, že existuje mezera mezi menšími planetami o velikosti Země a skalními superhvězdami, není k dispozici dostatek údajů, aby bylo možné zjistit, zda je tato druhá mezera skutečná.)
NASA / Ames Research Center / CalTech / University of Hawai'i / BJ Fulton

Podle čísel

Kepler objevil celkem 4 034 planetárních kandidátů, z nichž 2 335 jsou exoplanety v dobré víře. Ačkoli komunita sledovala, jak se tato čísla v posledních čtyřech letech vplížila, jak astronomové pokračovali v analýze dat, která vylévali z oblasti lovu planet, tato čísla nyní dosáhla svého vrcholu. Toto je poslední katalog, který bude propuštěn z Keplerovy primární mise - té, která dala 160 000 hvězd na skvrně oblohy v souhvězdí Cygnus.

Kromě toho Kepler objevil 50 kandidátů na obyvatele zón blízkých velikosti Země, z nichž více než 30 bylo ověřeno. "Kepler opravdu a opravdu otevřel naše oči existenci těchto malých pozemských velikostí, " řekla Susan Mullally (SETI Institute) na pondělní tiskové konferenci ve výzkumném centru Ames v Kalifornii NASA.

Tento konečný katalog přepracoval celou sadu dat z Keplerovy primární mise novým trikem: Tým představil své vlastní simulované a falešné signály do datového souboru, aby určil, které typy planet byly nadhodnoceny a které byly podhodnoceny. To umožní týmům, které se chystají dále, lépe charakterizovat planety v celé galaxii a odpovědět na jednu z nejpřesvědčivějších otázek astronomie: Kolik obytných světů existuje?

"Důvodem, proč jsem tak nadšený výsledky [Mullally], je to, že tento katalog - protože byl vytvořen tak sofistikovaným, metodickým způsobem - skutečně umožňuje studovat výskyt planety obyvatel v zóně pro hvězdy podobné slunci způsobem" předchozí katalogy ne, “říká Courtney Dressing (Caltech). "Je to základní pozemní práce."

Rodokmen se dělí

Tato skica ilustruje rodokmen exoplanet. Planety se rodí z vířících se disků plynu a prachu zvaných protoplanetární disky, které dávají vznik obřím planetám, jako je Jupiter, a také menším planetám mezi velikostí Země a Neptunu. Vědci objevili, že druhá skupina může být čistě rozdělena do dvou menších skupin: skalnaté planety podobné Zemi a super-Zemi a plynné mini-Neptuny.
NASA / Ames Research Center / JPL-Caltech / Tim Pyle

Benjamin Fulton (University of Hawai'i v Manoa) a jeho kolegové již využili nejnovějšího datového souboru Keplera a zveřejnili svůj výsledek na předtiskovém serveru arXiv. Astronomové pomáhají lépe pochopit jedno z největších překvapení Keplera: planety se tvoří s průměry mezi těmi na Zemi a Neptunu. Dříve považované za zakázané, astronomové klasifikují tyto planety jako super-Země - skalní světy o něco větší než Země s hlubokou drcnou atmosférou - nebo mini-Neptunes - plynné planety menší než Neptun, které nemají povrch.

Ačkoli většina exoplanet v celé galaxii spadá do tohoto zakázaného režimu mezi Zemí a Neptunem, astronomové se snažili najít dělicí čáru mezi těmito dvěma třídami. Kde se zastaví super-Země a začíná mini-Neptun? Odpověď může poskytnout Fultonova práce.

Zjistil, že mezi 1, 75 a 2násobkem velikosti Země se tvoří jen velmi málo planet a zanechává mezeru - a dělicí čáru - mezi oběma třídami. Každá planeta, která je menší než 1, 75násobek velikosti Země, je pravděpodobně super-Země a každá planeta, která je větší než dvojnásobek velikosti Země, je pravděpodobně mini-Neptun.

"Jedná se o významnou novou divizi v rodokmenu exoplanet, která je poněkud analogická objevu, že savci a ještěrky jsou na stromě života oddělenými větvemi, " řekl Fulton.

Přestože si Fulton není jistý, proč příroda dává přednost tomu, aby tyto dvě planety byly jasně oddělené, má podezření, že to všechno dopadá na nejlehčí dva prvky: vodík a helium. "Velmi malé množství lehkých vodíkových a heliových plynů jde dlouhou cestu k nafouknutí velikosti planet, " říká. "Přidání malého množství vodíku k jedné z těchto skalnatých planet, řekněme asi 2% hmotnostně, by způsobilo, že planeta skočí do mezery a přesune se do skupiny větších planet."

Tento diagram ukazuje, jak jsou planety sestavovány a tříděny do dvou různých velikostních tříd. Nejprve jsou skalní jádra planet tvořena z menších kusů. Potom gravitace planet přitahuje vodík a heliový plyn. Konečně jsou planety „upečeny“ hvězdným světlem a ztratí trochu plynu. Při určitém hmotnostním prahu si planety udržují plyn a stávají se plynnými mini-Neptunami; pod tímto prahem planety ztratí veškerý plyn a stávají se skalnatými super-Zeměmi.
NASA / Ames Research Center / JPL-Caltech / R. Hurt

Abychom zavedli systém, výsledky zaostří dělící čáru mezi planetami, které jsou potenciálně obyvatelné, a těmi, které by nezpůsobily pohodlné příbytky. Cokoliv nad dvojnásobkem velikosti Země by život určitě nezdržovalo, jak ho známe, a nic menšího než 1, 75násobku velikosti Země by to prostě mohlo, ale není to záruka.

Přestože pondělní zpravodajská konference byla oslavována jako konec éry - koneckonců, je to už 23 let, co William Borucki a David Koch poprvé snili o dalekohledu, který by mohl zachytit hvězdné stmívání požadované pro spatření planet - vůně redakce obsahovala více vzrušení než smutek.

"Připadá mi to trochu jako konec éry - ale ve skutečnosti to vidím jako nový začátek, " řekla Mullally. "Jsem opravdu nadšený, když vidím, co budou lidé dělat s tímto katalogem, protože je to poprvé, kdy máme populaci, která je opravdu dobře charakterizována, a nyní můžeme provádět tyto statistické studie a opravdu začít venku rozumět analogům Země." “