Kepler-10c es un exoplaneta que orbita la estrella de tipo G [1] Kepler-10 , ubicada a unos 608 años luz de distancia en Draco . Su descubrimiento fue anunciado por el equipo del telescopio espacial Kepler en mayo de 2011, aunque había sido visto como un candidato planetario desde enero de 2011, cuando se descubrió Kepler-10b . El equipo confirmó la observación utilizando datos del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA y una técnica llamada BLENDER que descartó la mayoría de los falsos positivos . Kepler-10c fue el tercer planeta en tránsito en ser confirmado estadísticamente (basándose en la probabilidad en lugar de la observación real), después de Kepler-9d y Kepler-11g . El equipo de Kepler considera el método estadístico que llevó al descubrimiento de Kepler-10c como lo que será necesario para confirmar muchos planetas en el campo de visión de Kepler. [1]
Kepler-10c orbita su estrella anfitriona cada cuarenta y cinco días a una cuarta parte de la distancia promedio entre el Sol y la Tierra . Las observaciones iniciales mostraron que tiene un radio más del doble del de la Tierra y sugirieron una mayor densidad, lo que sugiere una composición principalmente rocosa con alrededor del 5-20% de hielos en masa. [5] [1] [7] A modo de comparación, los océanos de la Tierra representan solo el 0,02% de la masa de nuestro planeta, [8] con una cantidad adicional potencialmente unas pocas veces mayor almacenada en el manto . [9] Sin embargo, en 2017, un análisis más cuidadoso utilizando datos de HARPS y HIRES reveló que Kepler-10c no es un gran planeta terrestre, sino un típico planeta rico en volátiles de aproximadamente siete masas terrestres. [10] [6]
En enero de 2011, se confirmó que el planeta Kepler-10b se encontraba en la órbita de la estrella Kepler-10 después de que las mediciones de su comportamiento de tránsito (donde cruza frente a Kepler-10, oscureciéndolo periódicamente) y un efecto de velocidad radial detectado en el espectro de Kepler-10 proporcionaran la información necesaria para demostrar que era, de hecho, un planeta. [1] Se detectó un oscurecimiento adicional, de período más largo, en el espectro de Kepler-10, lo que sugiere que existía un segundo planeta en el sistema; sin embargo, seguía existiendo la posibilidad de que esta señal pudiera tener alguna otra causa y que el evento de tránsito fuera un falso positivo . [1] Los intentos de medir los efectos de la velocidad radial de este objeto, entonces llamado KOI 072.02, fueron infructuosos; por lo tanto, para descartar escenarios de falsos positivos, el equipo de Kepler utilizó una técnica llamada BLENDER. [1]
La aplicación de BLENDER se complementó con el uso del instrumento IRAC en el telescopio espacial Spitzer , que se utilizó el 30 de agosto y el 15 de noviembre de 2010 para definir con más precisión la curva de luz de Kepler-10 en el punto en el que KOI 072.02 parecía transitarlo. Se descubrió que el objeto en tránsito no producía un color, un aspecto característico de las estrellas. Esto sugirió aún más que KOI 072.02 era un planeta. [1] Además, el instrumento IRAC no encontró diferencias en la señal de tránsito al comparar la curva de luz de la estrella en el infrarrojo y en la luz visible; las estrellas que están alineadas con Kepler-10 pueden parecer visiblemente similares, pero aparecerían diferentes en el infrarrojo. [11]
El telescopio de 3,5 m del Observatorio WIYN se utilizó para obtener imágenes de moteado el 18 de junio de 2010; además, se utilizó la cámara PHARO en el telescopio de 5 m del Observatorio Palomar por sus capacidades de óptica adaptativa . Estas observaciones, combinadas con las observaciones del espectro de Kepler-10 tomadas desde el Observatorio WM Keck , descartaron la posibilidad de que la luz de una estrella cercana estuviera corrompiendo el espectro observado de Kepler-10 y creando los resultados que habían llevado a los astrónomos a creer que existía un segundo planeta en la órbita de Kepler-10. Todas estas posibilidades, con la excepción de si tal estrella existía exactamente detrás o delante de Kepler-10, fueron efectivamente descartadas; incluso con esto, el equipo de Kepler descubrió que si una estrella estaba de hecho alineada con Kepler-10 como se ve desde la Tierra, tal estrella probablemente no sería una estrella gigante . [1]
Con un mayor grado de certeza establecido, el equipo de Kepler comparó los modelos formados utilizando BLENDER con las observaciones fotométricas recogidas por el satélite Kepler. La técnica BLENDER permitió al equipo de Kepler descartar la mayoría de las alternativas, incluida, en particular, la de los sistemas de estrellas triples . BLENDER permitió entonces al equipo de Kepler determinar que, aunque todos los modelos que representan estrellas triples jerárquicas (un sistema binario entre una estrella simple y una estrella doble) pueden parecerse a la curva de luz de Kepler-10, las observaciones de seguimiento antes mencionadas las habrían detectado todas. Las únicas combinaciones posibles que quedaban después de descartar las estrellas triples jerárquicas eran las de determinar si la curva está causada por la interferencia de una estrella de fondo, o si en realidad está causada por la órbita de un planeta en tránsito. [1]
Las comparaciones de KOI 072.02 con los otros 1235 objetos de interés de Kepler en el campo de visión de Kepler permitieron a los astrónomos utilizar modelos que llevaron a la confirmación de KOI 072.02 como planeta con un alto grado de certeza. KOI 072.02 fue rebautizado como Kepler-10c. [1] La confirmación del planeta se anunció en la reunión de Boston de la Sociedad Astronómica Estadounidense el 23 de mayo de 2011. [2]
Kepler-10c fue el primer objetivo de Kepler que se observó utilizando Spitzer con la esperanza de detectar una caída de tránsito poco profunda en una curva de luz. En el momento del descubrimiento de Kepler-10c, Spitzer era la única instalación capaz de detectar tránsitos poco profundos en los datos de Kepler hasta el punto de que los datos pudieran analizarse de manera significativa. El planeta también fue el tercer planeta en tránsito que se validó mediante un análisis de datos estadísticos (en lugar de una observación real), después de los planetas Kepler-9d y Kepler-11g . [1] En el artículo de confirmación de Kepler-10c, el equipo de Kepler discutió cómo una gran fracción de planetas en el campo de visión de Kepler se confirmaría de esta manera estadística. [11]
Kepler-10 es una estrella de tipo G situada a 187 parsecs (608 años luz ) de la Tierra. Tiene 0,895 masas solares y 1,056 radios solares , lo que la hace ligeramente menos masiva que el Sol, pero aproximadamente del mismo tamaño.
Con una temperatura efectiva de 5627 K , Kepler-10 es más fría que el Sol. La estrella también es pobre en metales y mucho más antigua: su metalicidad se mide en [Fe/H] = −0,15 (29% menos hierro que en el Sol de la Tierra). Kepler-10 tiene una edad medida de aproximadamente 10.600 millones de años. [3]
Kepler-10 tiene una magnitud aparente de 11,2, lo que significa que la estrella es invisible a simple vista desde la Tierra. [3]
Kepler-10c es el más externo de los dos planetas conocidos de Kepler-10, completando una órbita alrededor de la estrella cada 45,29485 días a una distancia de 0,2407 UA. El planeta interior, Kepler-10b, es un planeta rocoso [1] que orbita cada ~0,8 días a una distancia de 0,01684 UA . [4] La temperatura de equilibrio de Kepler-10c se estima en 584 K, casi cuatro veces más caliente que la de Júpiter. La inclinación orbital del planeta es de 89,65º, o casi de canto con respecto a la Tierra y a Kepler-10. Se han observado tránsitos en puntos donde Kepler-10c ha pasado por delante de su estrella anfitriona. [4]
En un principio se pensó que Kepler-10c tenía una masa de entre 15 y 19 veces la de la Tierra. Con un radio de tan solo 2,35 (2,31 a 2,44) veces el de la Tierra (y, por tanto, un volumen de entre 12 y 15 veces el de la Tierra), se creía que era poco probable que contuviera cantidades significativas de hidrógeno o helio , ya que se habría perdido una atmósfera rica en hidrógeno desgasificada o acretada durante los 10.600 millones de años de vida del sistema Kepler-10. En cambio, se creía que la composición era principalmente rocosa, con una fracción de agua de entre el 5 y el 20 % en masa. Se pensaba que la mayor parte de esta agua probablemente se encontraría en forma de fases de "hielo caliente" a alta presión. [5] [7] Sin embargo, en julio de 2017, un análisis más minucioso de los datos de HARPS-N y HIRES mostró que Kepler-10c era mucho menos masivo de lo que se pensaba originalmente, en cambio alrededor de 7,37 (6,18 a 8,69) M E con una densidad media de 3,14 g/cm 3 . En lugar de una composición principalmente rocosa, la masa determinada con mayor precisión de Kepler-10c sugiere un mundo hecho casi en su totalidad de volátiles, principalmente agua. [6]