קפלר-51 הוא כוכב מסוג G בן 500 מיליון שנה המארח ארבעה כוכבי לכת בצפיפות נמוכה, על פינייר חדשפורסם בכתב עת אסטרונומי.
איור זה מתאר את המערכת הפלנטרית קפלר-51. קרדיט תמונה: NASA / ESA / L. Hustak, J. Olmsted, D. Player & F. Summers, STScI.
קפלר-51נמצא במרחק של כ-2,615 שנות אור בקבוצת הכוכבים ציגנוס.
ידוע גם בשם KOI-620, הכוכב הזה כבר היה ידועשלושה כוכבי לכת "על נשף" בגודל שבתאי: קפלר-51b, c ו-d.
התגלו לראשונה על ידי טלסקופ החלל קפלר של נאס"א בשנת 2012, לעולמות אלה יש יחסי תקופות מסלול קרובים ל-1:2:3 (45 ימים, 85 ימים ו-130 ימים, בהתאמה).
הם פי כמה ממסת כדור הארץ, ויש להם אטמוספרות מימן/הליום.
"כוכבי לכת סופר נפוחים הם מאוד יוצאי דופן בכך שיש להם מסה נמוכה מאוד וצפיפות נמוכה", אמרה האסטרונומית של פן סטייט ג'סיקה ליבי-רוברטס.
"שלושת כוכבי הלכת הידועים בעבר המקיפים את הכוכב, קפלר-51, הם בערך בגודל של שבתאי אבל רק פי כמה ממסת כדור הארץ, וכתוצאה מכך צפיפות כמו צמר גפן מתוק."
"אנחנו חושבים שיש להם ליבות זעירות ואטמוספירות ענקיות של מימן הליום, אבל איך נוצרו כוכבי הלכת המוזרים האלה ואיך האטמוספרות שלהם לא נפוצו מהקרינה העזה של הכוכב הצעיר שלהם נשאר בגדר תעלומה."
"תכננו להשתמש בווב כדי לחקור את אחד מכוכבי הלכת האלה כדי לעזור לענות על השאלות האלה, אבל עכשיו אנחנו צריכים להסביר כוכב לכת רביעי עם מסה נמוכה במערכת."
כדי לבחון את העדויות של כוכב הלכת הרביעי במערכת, Kepler-51e, האסטרונומים השתמשו במערך נתוני תזמון נרחב שנפרש על פני 14 שנים ממתקנים שונים, כולל ווב, טלסקופ מצפה הכוכבים של אפאצ'י פוינט וטלסקופ מעבדת פן סטייט דייווי.
"ביצענו מה שנקרא חיפוש 'כוח אכזרי', ובדקנו שילובים רבים ושונים של תכונות כוכבי לכת כדי למצוא את המודל של ארבעת כוכבי הלכת המסביר את כל נתוני המעבר שנאספו במהלך 14 השנים האחרונות", אמר האסטרונום של אוניברסיטת אוסקה, קנטו מסודה.
"מצאנו שהאות מוסבר בצורה הטובה ביותר אם לקפלר-51e יש מסה דומה לשלושת כוכבי הלכת האחרים והוא עוקב אחר מסלול מעגלי למדי של כ-264 ימים - משהו שהיינו מצפים לו בהתבסס על מערכות פלנטריות אחרות."
"פתרונות אפשריים אחרים שמצאנו כוללים כוכב לכת מסיבי יותר במסלול רחב יותר, אם כי אנו חושבים שאלו פחות סבירים."
לא ברור אם קפלר-51e הוא גם כוכב לכת סופר נפוח, מכיוון שהחוקרים לא צפו במעבר של קפלר-51e ולכן אינם יכולים לחשב את הרדיוס או הצפיפות שלו.
לטענת הצוות, טווח רחב של מסות (<= מסת צדק) ותקופות מסלול (<=10 שנים) אפשריים לכוכב הלכת.
"כוכבי לכת סופר נפוחים הם נדירים למדי, וכאשר הם מתרחשים, הם נוטים להיות היחידים במערכת פלנטרית", אמרה האסטרונומית של פן סטייט ג'סיקה ליבי-רוברטס.
"אם הניסיון להסביר כיצד נוצרו שלוש נשיפות סופר במערכת אחת לא היה מאתגר מספיק, כעת עלינו להסביר כוכב לכת רביעי, בין אם הוא נשיפה על או לא. וגם אנחנו לא יכולים לשלול כוכבי לכת נוספים במערכת".
"ל-Kepler-51e יש מסלול קצת יותר גדול מנוגה והוא נמצא ממש בתוך אזור המגורים של הכוכב, כך שהרבה יותר יכול לקרות מעבר למרחק הזה אם ניקח את הזמן להסתכל."
"המשך בחינת וריאציות של תזמון מעבר עשוי לעזור לנו לגלות כוכבי לכת המרוחקים יותר מהכוכבים שלהם ואולי לסייע בחיפוש שלנו אחר כוכבי לכת שעשויים לתמוך בחיים."
_____
קנטו מסעודהet al. 2024. כוכב לכת רביעי במערכת קפלר-51 נחשף על ידי וריאציות של תזמון מעבר.AJ168, 294; שניים: 10.3847/1538-3881/ad83d3
