De Kepler-ruimtetelescoop is zeker het geschenk dat blijft geven. Na in 2009 te zijn ingezet, detecteerde het in totaal 2.335 bevestigde exoplaneten en 582 systemen met meerdere planeten. Zelfs nadat twee van zijn reactiewielen faalden, zette het zijn K2-missie voort, die nog eens 520 kandidaten heeft ontdekt, waarvan er 148 zijn bevestigd. En met nog een andere extensie, die na 2018 zal duren, vertoont het geen tekenen van stoppen!
In de meest recente catalogus die door de Kepler-missie wordt vrijgegeven, zijn nog eens 219 nieuwe planeetkandidaten aan de database toegevoegd. Belangrijker was dat 10 van deze planeten terrestrisch (d.w.z. rotsachtig) bleken te zijn, vergelijkbaar in grootte met de aarde en in een baan rond de bewoonbare zone van hun ster - de afstand waar oppervlaktetemperaturen warm genoeg zouden zijn om vloeibaar water te ondersteunen.
Deze bevindingen werden gepresenteerd op een persconferentie op maandag 19 juni in NASA's Ames Research Center. Van alle catalogi van Kepler-kandidaten die tot nu toe zijn vrijgegeven, is deze de meest uitgebreide en gedetailleerde. De achtste in een reeks Kepler-exoplanetencatalogi, deze is gebaseerd op gegevens die zijn verkregen uit de eerste vier jaar van de missie en is de laatste catalogus die de observaties van het ruimtevaartuig van het sterrenbeeld Cygnus omvat.
Sinds 2014 kijkt Kepler niet meer naar een vast sterrenveld in het sterrenbeeld Cygnus en verzamelt hij gegevens over zijn tweede missie: het observeren van velden op het vlak van de ecliptica van de Melkweg. Met de release van deze catalogus zijn er nu 4.034 planeetkandidaten die door Kepler zijn geïdentificeerd - waarvan er 2.335 zijn geverifieerd.
Een belangrijk aspect van deze catalogus waren de methoden die werden gebruikt om deze te produceren, die tot nu toe de meest geavanceerde waren. Zoals met alle door Kepler gedetecteerde planeten, werden de laatste vondsten allemaal gedaan met behulp van de transitmethode. Dit bestaat uit het monitoren van sterren voor af en toe een dip in helderheid, die wordt gebruikt om de aanwezigheid van planeten die tussen de ster en de waarnemer passeren te bevestigen.
Om ervoor te zorgen dat de detecties in deze nieuwste catalogus echt waren, vertrouwde het team op twee benaderingen om valse positieven te elimineren. Dit bestond uit het introduceren van gesimuleerde transits in de dataset om er zeker van te zijn dat de door Kepler gedetecteerde dips consistent waren met planeten. Vervolgens voegden ze valse signalen toe om te zien hoe vaak de analyse deze voor de transits van de planeet aangezien. Hieruit konden ze zien welke planeten overgeteld waren en welke niet.
Dit leidde tot een andere opwindende vondst, wat erop wees dat voor alle kleinere exoplaneten die door Kepler werden ontdekt, de meeste binnen een van de twee afzonderlijke groepen vielen. In wezen zijn de helft van de planeten die we in de melkweg kennen ofwel rotsachtig van aard en groter dan de aarde (d.w.z. die van Super-Earth), of gasreuzen die qua grootte vergelijkbaar zijn met Neptunus (d.w.z. kleinere gasreuzen).
Deze conclusie werd getrokken door een team van onderzoekers die de W.M. Keck Observatory om de afmetingen van 1.300 sterren in het gezichtsveld van Kepler te meten. Hieruit konden ze de radii van 2.000 Kepler-planeten met uiterste precisie bepalen en ontdekten dat er een duidelijke scheiding was tussen rotsachtige planeten ter grootte van de aarde en gasvormige planeten die kleiner waren dan Neptunus - met weinig tussenin.
Zoals Benjamin Fulton, een promovendus aan de Universiteit van Hawaï in Manoa en de hoofdauteur van deze studie, uitlegde:
“We beschouwen deze studie graag als het classificeren van planeten zoals biologen nieuwe diersoorten identificeren. Het vinden van twee verschillende groepen exoplaneten is als het ontdekken van zoogdieren en hagedissen die verschillende takken van een stamboom vormen. '
Deze resultaten zullen ongetwijfeld ingrijpende gevolgen hebben als het gaat om het kennen van de frequentie van verschillende soorten planeten in ons sterrenstelsel, evenals de studie van planeetvorming. Ze merkten bijvoorbeeld op dat de meeste door Kepler ontdekte rotsachtige planeten tot 75% groter zijn dan de aarde. En om redenen die nog niet duidelijk zijn, neemt ongeveer de helft van hen waterstof en helium op, die zo groot worden dat ze bijna Neptunus-groot worden.
Deze bevindingen kunnen eveneens belangrijke implicaties hebben bij het zoeken naar bewoonbare planeten en buitenaards leven. Zoals Mario Perez, programmawetenschapper van Kepler in de Astrophysics Division van NASA's Directoraat Wetenschapsmissie, tijdens de presentatie zei:
“De Kepler-dataset is uniek omdat het de enige is die een populatie van deze bijna-aarde-analogen bevat - planeten met ongeveer dezelfde grootte en baan als de aarde. Het begrijpen van hun frequentie in de melkweg zal het ontwerp van toekomstige NASA-missies helpen om direct een andere aarde in beeld te brengen. "
Op basis van deze informatie zullen wetenschappers met een grotere mate van zekerheid kunnen weten hoeveel "aarde-achtige" planeten er in ons sterrenstelsel bestaan. Volgens de meest recente schattingen bedraagt het aantal planeten in de Melkweg ongeveer 100 miljard. En op basis van deze gegevens lijkt het erop dat veel van deze qua samenstelling vergelijkbaar zijn met de aarde, zij het groter.
Gecombineerd met statistische modellen van hoeveel hiervan in een circumstellaire bewoonbare zone te vinden zijn, zouden we een beter idee moeten hebben van hoeveel potentieel levensdragende werelden er zijn. Als er niets anders is, zou dit een deel van de wiskunde in de Drake-vergelijking moeten vereenvoudigen!
Ondertussen zal de Kepler-ruimtetelescoop doorgaan met het waarnemen van nabijgelegen sterrenstelsels om meer te leren over hun exoplaneten. Dit omvat het TRAPPIST-1-systeem en de zeven rotsachtige planeten ter grootte van de aarde. Het is een veilige gok dat het, voordat het na 2018 eindelijk met pensioen gaat, nog meer verrassingen voor ons in petto heeft!
