根據一項新研究，科學家們利用賓夕法尼亞州立大學宜居帶行星探測儀（HPF）驗證了一個與一顆M型紅矮星極其接近的火星大小天體的行星性質。這顆行星最初在開普勒太空望遠鏡收集的數據的自動搜索中被歸類為假陽性，它的大小約為地球的一半，與它的主星如此接近，以至於它的軌道運行時間不到10小時。
如果它繞着一顆和我們的太陽一樣大的恆星運行，它就會掠過這顆恆星的日冕–由極熱的等離子體組成的光環，延伸到恆星的表面之外。它是已知的具有超短周期軌道的最小的行星，可以幫助天文學家了解這些罕見行星是如何形成的。
由賓夕法尼亞州立大學科學家領導的研究小組撰寫的一篇描述這一發現的論文出現在網上，並已被接受在《天文學雜誌》上發表。
賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學研究生、該論文的主要作者Caleb Cañas說：“超短周期行星–軌道周期小於一天的行星–極為罕見。只有少數幾顆被探測到圍繞M型紅矮星運行，M型矮星是小型的、涼爽的恆星，其大小和亮度只有我們太陽的一小部分。我們還不確切知道這些行星是如何形成的，因此像這樣的發現對於幫助我們約束潛在的形成方案非常重要。”
開普勒太空望遠鏡通過觀察銀河系一個大區域內的恆星，尋找系外行星–我們太陽系以外的行星。它尋找恆星亮度的微小下降，這可能表明恆星的部分光線被一顆在其軌道上經過的候選行星所阻擋。亮度下降持續的時間是候選行星和宿主恆星之間分離的標誌，也是該行星是否適合居住的標誌。這些亮度的下降（稱為“凌日”），然後將由一個自動系統進行審查，以確定潛在的假陽性。
開普勒望遠鏡在M型紅矮星KOI-4777的亮度上觀察到了光線變暗，但是變暗是如此短暫，以至於自動審核系統最初認為這是一個假陽性。賓夕法尼亞州立大學傑出高級學者、天文學和天體物理學以及統計學教授 Eric Feigelson和他的天體統計學團隊開發了一種新的統計分析技術，在開普勒數據集中的正確周期內獨立檢測到這顆行星。後來，對開普勒數據中潛在的誤報進行了人工檢查，確定KOI-4777的亮度下降實際上代表了一個潛在的行星系統，其軌道周期為0.412天，或大約9.9小時。
賓夕法尼亞州立大學天文學和天體物理學教授、論文作者Suvrath Mahadevan說：“我們使用宜居帶行星探測儀，一個安裝在德克薩斯州麥克唐納天文台的霍比-埃伯里望遠鏡上的高精度天文光譜儀來觀察這個系統。鑒於這顆行星離它的主星有多近，它不太可能是可居住的，但是我們從一開始就知道，我們將能夠通過HPF了解到遠不止是可居住的行星。HPF的精確性使我們能夠從統計學上驗證這顆被稱為KOI-4777.01的行星，並開始確定其特性。”
圍繞恆星運行的行星會產生微小的引力，導致恆星“擺動”。這種“擺動”導致恆星發出的光的波長因多普勒效應而發生微小的變化，就像救護車在你身邊飛馳時警報器的音調發生變化一樣。HPF旨在探測M型紅矮星發射的近紅外光的這些輕微的波長變化。
Cañas說：“憑藉HPF光譜儀的精確度，我們能夠通過排除其他潛在的信號來源，如其他行星或附近的恆星，來驗證KOI-4777.01確實是一顆行星。儘管我們還不能確定這顆行星的質量，但我們可以將其限制在地球質量的三分之一左右–如果它完全由鐵組成，即我們期望行星自然形成的緻密材料，那麼它的質量就是這樣。這使得它成為迄今為止觀察到的最小的超短周期行星。發現更多這樣的行星對於了解這些罕見的行星是如何形成的非常重要。”