Een signaal dat oorspronkelijk door het Kepler-ruimtevaartuig werd gedetecteerd, is gevalideerd als een exoplaneet met behulp van de Habitable-zone Planet Finder (HPF), een astronomische spectrograaf gebouwd door een team van Penn State en onlangs geïnstalleerd op de 10m Hobby-Eberly Telescope van het McDonald Observatory in Texas. De HPF levert de hoogste precisiemetingen tot nu toe van infraroodsignalen van nabije lage-massasterren, en astronomen gebruikten het om de kandidaat-planeet te valideren door alle mogelijkheden om signalen te verontreinigen tot een zeer hoog waarschijnlijkheidsniveau uit te sluiten. De details van de bevindingen verschijnen in de Astronomisch Tijdschrift .

De planeet, genaamd G 9-40b, is ongeveer twee keer zo groot als de aarde, maar waarschijnlijk dichter bij Neptunus, en draait om zijn lage massa gastster, een M-dwergster, slechts 100 lichtjaar van de aarde verwijderd. Kepler detecteerde de planeet door een dip in het licht van de moederster waar te nemen toen de planeet tijdens zijn baan voor de ster langs liep of er doorheen ging. een reis voltooid om de zes aardse dagen. Dit signaal werd vervolgens gevalideerd met behulp van spectroscopische precisiewaarnemingen van de HPF, het uitsluiten van de mogelijkheid van een nauwe stellaire of substellaire binaire metgezel. Waarnemingen van andere telescopen, inclusief de 3,5 m telescoop bij Apache Point Observatory en de 3m Shane Telescope bij Lick Observatory, geholpen om de identificatie te bevestigen.

"G 9-40b behoort tot de twintig meest nabije transiterende planeten die bekend zijn, wat deze ontdekking echt spannend maakt, " zei Guðmundur Stefánsson, hoofdauteur van het artikel, en een voormalig Ph.D. student aan Penn State die momenteel een postdoctoraal onderzoeker is aan de Princeton University. "Verder, door de grote doorgangsdiepte, G 9-40b is een uitstekende kandidaat-exoplaneet om zijn atmosferische samenstelling te bestuderen met toekomstige ruimtetelescopen."

"De spectroscopische waarnemingen van HPF stelden ons in staat een bovengrens van 12 aardmassa's op de massa van de planeet te plaatsen, " zei Caleb Cañas, een afgestudeerde student aan Penn State en een auteur van het papier. "Dit toont aan dat een planeet de dips in het licht van de gastster veroorzaakt, in plaats van een ander astrofysisch object zoals een achtergrondster. We hopen meer waarnemingen te krijgen met HPF om de massa precies te meten, waardoor we de bulksamenstelling kunnen beperken en onderscheid kunnen maken tussen een overwegend rotsachtige of gasrijke samenstelling."

HPF werd eind 2017 geleverd aan de 10m Hobby-Eberly Telescope van McDonald Observatory en begon eind 2018 met volledige wetenschappelijke operaties. Het instrument is ontworpen om planeten in de bewoonbare zone te detecteren en te karakteriseren - het gebied rond de ster waar een planeet zou kunnen overleven vloeibaar water op het oppervlak - rond nabijgelegen sterren met een lage massa. Een uniek kenmerk van HPF is de nauwkeurige spectrale kalibratie met een laserfrequentiekam die is gebouwd door medewerkers van het National Institute of Standards and Technology en de University of Colorado Boulder.

"Met HPF, we onderzoeken momenteel de dichtstbijzijnde sterren met een lage massa - ook wel M-dwergen genoemd, die de meest voorkomende sterren in de melkweg zijn - met als doel exoplaneten in onze stellaire omgeving te ontdekken, " zei Suvrath Mahadevan, hoogleraar astronomie en astrofysica aan Penn State en hoofdonderzoeker van de HPF-spectrograaf.

Naast de gegevens die met HPF zijn verkregen, de wetenschappers verkregen een andere observatie van de transiterende planeet met behulp van de 3,5 m-telescoop van het Apache Point Observatory in New Mexico met behulp van een fotometrische techniek en instrumentatie die zijn ontwikkeld als onderdeel van het proefschrift van Stefánsson. Deze transitobservaties hielpen de "transitvorm" - de curve die aangeeft hoeveel van het licht van de gastplaneet wordt geblokkeerd - verder op te lossen, wat resulteert in preciezere planetaire parameters. In aanvulling, Waarnemingen met hoog contrast met behulp van de 3m Shane Telescope van Lick Observatory toonden aan dat de gastster de ware bron van de transits was.

"Het is opwindend om dit eerste resultaat van het HPF-onderzoek naar buiten te zien komen. HPF is vanaf de grond opgebouwd om nauwkeurige metingen mogelijk te maken om planeten te ontdekken en te bevestigen, " zei Larry Ramsey, emeritus hoogleraar astronomie en astrofysica aan Penn State.