Stel je voor dat de Neptunus slechts een miljoen mijl van de aarde verwijderd was. Een nieuw gevonden planeetduo dat in een baan rond een zonachtige ster draait, komt heel dicht bij elkaar, en vreemd genoeg zijn de twee planeten ongeveer zo tegengesteld als maar kan: één is een rotsachtige planeet die 1,5 keer zo groot is als de aarde en 4,5 keer zoveel weegt en de andere is een gasvormige planeet die 3,7 keer zo groot is als de aarde en 8 keer die van de aarde weegt.
"Ze staan het dichtst bij elkaar van enig planetair systeem dat we hebben gevonden", zegt Eric Agol van de Universiteit van Washington, co-auteur van een nieuw artikel waarin de ontdekking van dit interessante sterrenstelsel door het Kepler-ruimtevaartuig wordt beschreven. "De grotere planeet duwt de kleinere planeet meer rond, dus de kleinere planeet was moeilijker te vinden."
Bekend als Kepler-36, de ster is een paar miljard jaar ouder dan onze zon, en op dit moment is bekend dat het slechts twee planeten heeft.
De binnenste rotsachtige wereld, Kepler-36b, draait om de 14 dagen rond op een gemiddelde afstand van minder dan 11 miljoen mijl, terwijl de buitenste gas-hete Neptunus-planeet eens in de 16 dagen om een afstand van 12 miljoen mijl draait.
De twee planeten ervaren gemiddeld elke 97 dagen een samenstand. Op dat moment zijn ze gescheiden door minder dan 5 afstanden van de aarde en de maan. Omdat Kepler-36c veel groter is dan de maan, biedt het een spectaculair uitzicht aan de hemel van de buren. En het wetenschappelijke team merkte op dat de kleinere Kepler-36b ongeveer zo groot zou zijn als de maan, gezien vanaf Kepler-36c).
Maar de timing van hun banen betekent dat ze nooit met elkaar in botsing komen, zei Agol. Dit soort ontmoetingen zou echter enorme zwaartekrachtgetijden veroorzaken die beide planeten samendrukken en uitrekken.
De grotere planeet werd oorspronkelijk gespot in gegevens van NASA's Kepler-ruimtevaartuig, dat een fotometer gebruikt om licht van verre hemellichamen te meten en een planeet kan detecteren wanneer deze doorgaat of voorbijgaat en het licht van zijn moederster kortstondig vermindert. .
Het team wilde proberen een tweede planeet te vinden in een systeem waarvan al bekend was dat er één planeet was. Agol stelde voor om een algoritme genaamd quasi-periodieke pulsdetectie toe te passen om gegevens van Kepler te onderzoeken.
De gegevens onthulden een licht dimmen van licht afkomstig van Kepler-36a om de 16 dagen, hoe lang het duurt voordat de grotere Kepler-36c zijn ster omcirkelt. Kepler-36b omcirkelt de ster zeven keer voor elke zes banen van 36c, maar werd aanvankelijk niet ontdekt vanwege zijn kleine formaat en het zwaartekrachtsgedrang door zijn orbitale metgezel. Maar toen het algoritme op de gegevens werd toegepast, was het signaal onmiskenbaar.
'Als je kijkt naar het transittijdpatroon voor de grote planeet en het transittijdpatroon voor de kleinere planeet, zijn het spiegelbeelden van elkaar', zei Agol.
Het feit dat de twee planeten zo dicht bij elkaar liggen en specifieke orbitale patronen vertonen, stelde de wetenschappers in staat om vrij nauwkeurige schattingen te maken van de kenmerken van elke planeet, gebaseerd op hun zwaartekrachteffecten op elkaar en de resulterende variaties in de banen. Tot op heden is dit het best gekarakteriseerde systeem met kleine planeten, aldus de onderzoekers.
Uit hun berekeningen schat het team dat de kleinere planeet 30 procent ijzer is, minder dan 1 procent atmosferisch waterstof en helium en waarschijnlijk niet meer dan 15 procent water. Aan de andere kant heeft de grotere planeet waarschijnlijk een rotsachtige kern omringd door een aanzienlijke hoeveelheid atmosferisch waterstof en helium.
De dichtheden van de planeten verschillen met een factor acht, maar hun banen verschillen slechts met 10 procent. De grote verschillen in samenstelling en de nabijheid van de twee is nogal een hoofdbreker, omdat de huidige modellen van planeetvorming dit niet echt voorspellen. Maar het team vraagt zich af of er meer van dit soort systemen zijn.
'We hebben deze bij een eerste snelle blik gevonden', zei co-auteur Josh Carter, een Hubble Fellow bij het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). "We doorzoeken nu de Kepler-gegevens om meer te lokaliseren."
Bijschrift afbeelding leiden: Deze afbeelding, aangepast door Eric Agol van de UW, toont het beeld dat men zou kunnen hebben van een stijgende Kepler-36c (weergegeven door een NASA-afbeelding van Neptunus) als Seattle (getoond in een skyline-foto door Frank Melchior, frankacaba.com) was geplaatst op het oppervlak van Kepler-36b.
Bijschrift tweede afbeelding: In de opvatting van deze kunstenaar doemt een 'hete Neptunus' bekend als Kepler-36c op in de lucht van zijn buurman, de rotsachtige wereld Kepler-36b. De twee planeten hebben herhaaldelijk nauwe ontmoetingen gehad en hebben gemiddeld elke 97 dagen een samenstand ervaren. Dergelijke nauwe benaderingen veroorzaken enorme zwaartekrachtgetijden die beide planeten samendrukken en uitrekken, wat actief vulkanisme op Kepler-36b kan bevorderen.
Krediet: David A. Aguilar (CfA)
Bronnen: CfA, University of Washington
