A tíz évvel ezelőtt pályára állított Kepler-űrtávcső több ezer bolygójelöltet fedezett fel a működése során a csillagfedések megfigyelésének segítségével. Csakhogy a fedések, más néven tranzitok megfigyelése önmagában nem elég ahhoz, hogy egy jelöltből valódi exobolygó legyen, mivel más jelenségek is létrehozhatnak hasonló fényváltozásokat. Emiatt további vizsgálatokra van szükség egy-egy jelölt megerősítéséhez.
2009-ben összesen három exobolygó volt ismert a Kepler leendő mérési területén, így ezek kapták az első KOI (Kepler Object of Interest) azonosítókat is. Az első bolygójelölt, amit már az űrtávcső saját mérései alapján azonosítottak, a KOI-4.01 jelöléssel bírt, és nagyjából 3,5 naponta kerülgette a csillagát. De az égitest útja nagyon zötyögősre sikerült a megerősítésig. Kezdetben a csillag méretét jelentősen alábecsülték, a Napnál alig nagyobbnak vélték. Ebből a bolygó mérete a Neptunuszéhoz hasonlónak adódott. Egy ilyen bolygó azonban túl kicsi lett volna ahhoz, hogy az általa visszavert fény el- és feltűnését is észlelje a Kepler, amikor az elhalad a csillaga mögött. A mérhető másodlagos fedés miatt felmerült a gyanú, hogy valójában egy kettőscsillag fényváltozása szennyezi az adatokat. Emiatt a KOI-4.01 a misszió több egymás utáni bolygókatalógusában is hamis pozitív jelöltnek lett feltüntetve.
A ma már Kepler-1658 b néven ismert bolygó talán még sokáig rejtve maradt volna, ha a University of Hawaii kutatója, Ashley Chontos, nem áll neki újraelemezni a Kepler számos bolygógyanús csillagát a doktori kutatása keretében. Chontos a csillagszeizmológia eszköztárát vetette be, olyan csillagoknál is, ahol korábban erre még nem került sor, mert túl gyengének vélték a csillag rezgéseinek jelét a mérésekben.
„A mi új elemzésünk, ami a csillagokban terjedő hanghullámok jeleit használja fel a Kepler adataiból, bizonyította, hogy a csillag valójában háromszor nagyobb annál, amit eddig feltételeztünk. Ez pedig azt is jelenti, hogy a bolygó is háromszor nagyobb, mint gondoltuk, vagyis a Kepler-1658 b egy forró Jupiter típusú égitest.” – mondta el Chontos. Úgy tűnt, az égitest tényleg bolygó, de további mérésekre volt szükség a bizonyossághoz.
„Riasztottuk Dave Lathamet (a Smithsonian Astrophysical Observatory munkatársát), akinek a csapata végrehajtotta a spektroszkópiai méréseket, amelyekkel egyértelművé vált, hogy a Kepler-1658 b valódi bolygó”, folytatta Daniel Huber (University of Hawaii), a cikk egyik társszerzője. „Az exobolygók tudományának egyik úttörőjeként, és a Kepler misszió létrejöttének egyik kulcsszereplőjeként nagyon örömteli volt, hogy Dave részese lett a bolygó igazolására tett erőfeszítéseknek”, tette hozzá.
A mérések alapján a Kepler-1658 sokkal nagyobb, mint eredetileg feltételezték: másfélszer olyan nehéz, és háromszor akkora átmérőjű csillag, mint a Nap. A csillag nagy mérete azt is jelenti, hogy bolygója mindössze kétszeres csillagsugárnyi távolságban kering tőle. A rendszer ezzel az egyik legszorosabb, elfejlődött csillagot tartalmazó égitest-páros lett, amit ismerünk. Az elfejlődés itt arra utal, hogy a csillag már befejezte a hidrogén égetését a magjában, és elindult a vörös óriás állapot felé. Ez a mostani, szubóriás állapot tehát csak rövid átmeneti időszakot jelent a csillag életében. Ez egyben azt is jelenti, hogy a Kepler-1658-en keresztül a Nap és a Naprendszer jövőjébe is bepillantást nyerhetünk.
A fősorozatról már elfejlődött csillagok között nagyon kevés olyat ismerünk, amelynek bolygója is van, és egyelőre a kutatók nem igazán értik a hiány okát. A csillag és bolygó között fellépő árapályerők bonyolult dinamikai folyamatokhoz vezethetnek, amelynek a kimenetele könnyen járhat azzal, hogy a bolygó bespirálozik az óriássá váló csillagba, és elpusztul. A Kepler-1658 b felfedezése megkötéseket adhat ezeknek a folyamatoknak a paramétereire. Az adatok azt mutatják, hogy ha közeledik is a bolygó a csillaga felé, azt nagyon lassan teszi, amely máris kizárja az erős árapály-kölcsönhatást feltételező modelleket. Az elfejlődött, szubóriás csillagok bolygóhiányának az okát tehát valahol máshol kell keresni.
„A Kepler-1658 b tökéletes példa arra, hogy az exobolygók anyacsillagainak jobb megértése milyen alapvető fontosságú”, foglalta össze Chontos. „És egyben arra is rávilágított, hogy a Kepler adatai között még mindig sok kincset lehet találni.”
Az eredményeket bemutató szakcikk az Astronomical Journal folyóiratban jelent meg.
Forrás: UH Institute for Astronomy, NASA