Kepler-10c

Penemuan dan konfirmasi

Pada bulan Januari 2011, planet Kepler-10b yang mengorbit sangat dekat dikonfirmasi berada di dalam orbit bintang Kepler-10 setelah pengukuran perilaku transit (planet melintasi depan Kepler-10, peredupan secara berkala) dan efek kecepatan radial terdeteksi dalam spektrum Kepler-10, memberikan informasi yang diperlukan untuk membuktikan bahwa penemuan ini memang sebuah planet. Sebagai tambahan, jangka waktu peredupan yang lebih lama terdeteksi dalam spektrum Kepler-10, menunjukkan bahwa terdapat planet kedua di dalam sistem; namun, masih terdapat kemungkinan bahwa sinyal ini bisa disebabkan oleh beberapa alasan alternatif, dan peristiwa transit positif palsu. Upaya untuk mengukur efek kecepatan radial dari objek ini, sekarang bernama KOI 072.02, merupakan hal yang sia-sia; karena itu, untuk menyingkirkan skenario positif palsu, tim Kepler menggunakan teknik yang disebut Blender.
Penerapan Blender dilengkapi dengan penggunaan instrumen IRAC pada Teleskop luar angkasa Spitzer, yang digunakan pada 30 Agustus dan 15 November 2010 untuk selanjutnya menentukan kurva cahaya Kepler-10 pada titik KOI 072.02 muncul pada transit itu. Ditemukan bahwa objek transit tidak menghasilkan warna, sebuah aspek yang merupakan karakteristik dari bintang. Hal ini menunjukkan lebih jauh bahwa KOI 072.02 adalah sebuah planet. Selain itu, instrumen IRAC tidak menemukan perbedaan dalam sinyal transit ketika membandingkan kurva cahaya bintang pada inframerah dan cahaya tampak; bintang yang selaras dengan kekuatan Kepler-10 ini akan tampak mirip, tetapi akan terlihat berbeda pada inframerah.
Teleskop Observatorium WIYN 3.5m digunakan untuk pencitraan bintik pada 18 Juni 2010, di samping itu, kamera PHARO pada teleskop Observatorium Palomar 5m digunakan untuk kemampuan optik adaptif. Pengamatan ini, dikombinasikan dengan pengamatan spektrum Kepler-10 yang diambil dari Observatorium W. M. Keck, difungsikan untuk menyingkirkan kemungkinan bahwa cahaya bintang di dekatnya sedang merusak spektrum yang diamati pada Kepler-10 dan menciptakan hasil yang telah menyebabkan astronom percaya bahwa planet kedua terdapat pada orbit Kepler-10 itu. Semua kemungkinan ini, dengan pengecualian jika bintang tersebut ada persis di belakang atau di depan Kepler-10, secara efektif dapat dikesampingkan, bahkan dengan ini, tim Kepler menemukan bahwa jika sebuah bintang memang selaras dengan Kepler-10 seperti yang terlihat dari Bumi, bintang tersebut mungkin bukanlah bintang raksasa.
Dengan derajat lebih besar yang telah dipastikan, tim Kepler membandingkan model yang terbentuk dengan menggunakan Blender untuk pengamatan fotometri yang dikumpulkan oleh satelit Kepler. Teknik Blender memungkinkan tim Kepler untuk menyingkirkan mayoritas kemungkinan alternatif, terutama, kemungkinan terdapat sistem bintang tiga. Blender kemudian memungkinkan tim Kepler untuk menentukan bahwa meskipun semua model yang mewakili hierarki bintang tiga (sistem biner antara bintang tunggal dan bintang ganda) dapat menyerupai kurva cahaya dari Kepler-10, tindak lanjut pengamatannya adalah mendeteksi mereka semua. Satu-satunya kemungkinan tersisa yang mungkin setelah mengesampingkan hierarki bintang tiga adalah menentukan apakah kurva disebabkan oleh gangguan dari bintang pada latar belakang, atau memang disebabkan oleh orbit sebuah planet transit.
Perbandingan dari KOI 072.02 ke 1.235 Objek Menarik Kepler lainnya di bidang pandang Kepler memungkinkan para astronom untuk menggunakan model yang menyebabkan konfirmasi KOI 072.02 sebagai planet dengan derajat kepastian yang tinggi. KOI 072.02 kemudian berganti nama menjadi Kepler-10c. Konfirmasi planet ini diumumkan pada pertemuan American Astronomical Society di Boston pada tanggal 23 Mei 2011.
Kepler-10c adalah target Kepler pertama yang diamati menggunakan Spitzer dengan harapan mendeteksi transit dangkal dalam kurva cahaya. Pada saat penemuan Kepler-10c, Spitzer adalah satu-satunya fasilitas yang mampu mendeteksi transit dangkal dalam data Kepler ke tingkat di mana data dapat dianalisis secara bermakna. Planet ini juga merupakan planet transit ketiga yang telah divalidasi melalui analisis data statistik (daripada pengamatan yang sebenarnya), setelah planet Kepler-9d dan Kepler-11g. Dalam makalah konfirmasi Kepler-10c, tim Kepler membahas bagaimana sebagian besar planet Kepler dalam bidang pandang teleskop akan dikonfirmasi secara statistik.

Bintang induk

Kepler-10 adalah bintang tipe-G yang terletak 173 parsec (564 tahun cahaya) dari Bumi. Bintang ini bermassa 0,895 massa matahari dan berjari-jari 1,056 jari-jari matahari, membuatnya sedikit kurang masif dibandingkan Matahari, tetapi kurang lebih berukuran sama.
Dengan temperatur efektif 5627 K, Kepler-10 lebih dingin dibandingkan dengan Matahari. Bintang ini juga miskin logam dan jauh lebih tua: metalisitas terukur pada [Fe/H] = -0,15 (besi 29% lebih sedikit dibandingkan dengan Matahari). Kepler-10 memiliki usia terukur sekitar 10,6 miliar tahun.
Kepler-10 memiliki magnitudo tampak 11,2, memiliki arti bahwa bintang tersebut tidak terlihat oleh mata telanjang dari sudut pandang pengamat di Bumi.

Karakteristik

Kepler-10c merupakan planet terluar dari dua planet Kepler-10 yang diketahui, mengorbit bintang setiap 45,29485 hari sekali pada jarak 0,2407 SA. Planet yang lebih dalam, Kepler-10b, merupakan planet berbatu yang mengorbit setiap ~0,8 hari sekali pada jarak 0,01684 SA. Temperatur kesetimbangan Kepler-10c diperkirakan 584 K, hampir empat kali lebih panas dibandingkan Jupiter. Inklinasi orbit planet ini adalah 89,65º, atau hampir mendekati keadaan Bumi dan Kepler-10. Transit telah teramati pada titik di mana Kepler-10c telah melintas di depan bintang induknya.
Kepler-10c memiliki massa sekitar 15–19 kali massa Bumi. Dengan jari-jari hanya 2,35 (2,31–2,44) kali jari-jari Bumi (dengan demikian memiliki volume 12–15 kali volume Bumi) dan kerapatan lebih tinggi dari Bumi (6–8 g cm⁻³), planet ini tidak mungkin mengandung gas hidrogen dan helium dengan jumlah signifikan. Atmosfer yang kaya hidrogen tergaskan atau tertambahkan akan hilang selama 10,6 miliar tahun usia sistem Kepler-10. Sebagai gantinya, komposisi planet ini cenderung berbatu-batu, dengan fraksi air 5–20% per massa. Sebagian besar air ini kemungkinan berada dalam bentuk fase "es panas" bertekanan tinggi.