Praeguseni on teada, et Kepler-78b mass moodustab ligi 1.7 Maa massist, olles seni avastatud eksoplaneetidest Maaga kõige sarnasem. Tema 1,2 korda suurem diameeter on umbes 15 300 km. Tiheduski on Maaga samas suurusjärgus – võrreldes Maa , mis annab alust arvata, et ta koosneb põhiliselt rauast ja kivimitest. Need omakorda on kõrge temperatuuri tõttu täiesti vedelas olekus. Planeedi tiirlemisperiood on 8,5 tundi, seega ühe Maa ööpäeva jooksul möödub Kepler-78b’l peaaegu kolm aastat.

Planeedi leidis Kepleri kosmoseteleskoop, mis on kuni selle aastani vaadelnud kokku juba 100 000 sobivat tähte Lüüra ja Luige tähtkujus, leidmaks nende kiirgusest märke, mis annaksid aimu sellest, et tähe eest on läbi liikunud mõni eksoplaneet. Kuna uuritavad tähed on väga kaugel – Kepler-78b puhul ligi 700 valgusaasta kaugusel – ja planeedid ise on väikesed, siis selliste tähest mööduvate planeetide puhul ei ole võimalik teha otseseid vaatluseid. Sellegipoolest perioodilise tähesuuruse muutuse kaudu saab kindlaks teha varjutava keha diameetri ja orbiidi. Eksoplaneedi massi saab määrata gravitatsioonilise tõmbejõu mõõtmisest ning Kepler-78b puhul rakendati selleks kahte kõige tundlikumat instrumenti Maal: HIRES (High Resolution Echelle Specrometer) spektrograafi Hawaiil asuvas Kecki observatooriumis ja La Palmas asuva Roque de los Muchachos Observatooriumi HARPS-North (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) spektrograafi, mis on põhjapoolkeral asuv versioon edukast Euroopa Lõunaobservatrooriumi HARPSist Tšiilis. Mõlema instumendiga saadud andmed olid kooskõlas Kepleri teleskoobilt saadud tulemustega. Kepleri teleskoobiga on avastatud palju eksoplaneete kuid Kepler-78b on esimene, mille mass on väljaarvutatud.

Kepler-78b ei oleks saanud tekkida tema praegusel orbiidil, sest minevikus oli ematäht nii suur, et planeet oleks jäänud tema sisse. Seega pidi ta oma omapärasele orbiidile sattuma tähe hilisemas arengus, kuid ka sellel teoorial on omad probleemid.

„Planeet ei oleks saanud tekkida oma praegusel kaugusel, sest planeedid ei saa tekkida tähtede sees,“ ütles Dimitar Sasselov, kes uurib nö super-Maa planeete Harvardi Smithsonian astrofüüsika keskuses. „Ja ta ei oleks saanud tekkida kaugemal ja hiljem liikunud lähemale, sest sel juhul oleks ta liikunud otse täheni välja. See planeet on täielik mõistatus.“

Planeedid mis liiguvad kaugematelt orbiitidelt lähemale ei ole seni tundmatu nähtus. Esimesed sarnased avastusted pärinevad juba 1995 aastast, kuid selliseid migratsioone teevad tavaliselt hiidplaneedid kui tähe ümber eksisteerib veel protopilv, mis võib planeetide orbitaalset impulsimomenti kahandada, kiirendades ümbritsevat gaasi. Astronoomid on ka leidnud tähele lähedaste orbiitidega planeete, mis kunagi on olnud hiidplaneedid, kuid mille atmosfäärid tugevate tähetuulte ja kõrge temperatuuri tõttu on minema pühitud, ning järele on jäänud vaid kõvad südamikud. Kas Kepler-78b võib olla sarnase saatusega hiidplaneet?

Planeedi tulevik on tume – umbes 3 miljardi aasta pärast on tähe loodelised jõud ta lõhki tõmmanud. Kui meie Päikesel oleks kunagi sarnane kaaslane olnud, siis oleks see sarnaste tagajärgede tõttu ammu hävinud ja meil ei oleks ühtegi tõendit selle kunagisest olemasolust.

Kunstniku ettekujutus Kepleri tähtsaimatest saavutustest. Pilt: NASA Ames'i Teaduskeskus/W. Stenzel.

Oma äsja lõppenud põhimissiooni käigus kogutud infoga on Kepler tõestanud, et planeetide olemasolu on tähesüsteemis pigem loomulik, mitte erandlik nähtus. Senistele andmetele tuginedes julgeb William Borucki, Kepleri-missiooni andmete üks põhiuurijatest NASA Amesi Uurimiskeskuses, oletada et ligi kolmandiku Linnutee tähtede ümber võib tiirelda planeete.

Tänaseks on Kepleri kosmoseteleskoobiga avastatud üle 100 kinnitatud eksoplaneedi ning täiendavat kinnitust ootavad veel üle 2300 kandidaadi. Enamiku kandidaatide puhul on puudu vaid mõõtmiste arvust – nõutav on planeedi vaatlemine vähemalt kolme järjestikuse ülemineku jooksul oma tähest ning see ongi üks peamine põhjus, miks NASA senist missiooni pikendada otsustas. Kepleri meeskond oletab, et kuni 80% praegustest kandidaatidest võivad tulevikus kinnitust leida. Tänaseks on maapealsete ja kosmoses paiknevate teleskoopidega avastatud kokku üle 800 eksoplaneedi.

Kepler otsib eksoplaneete nn varjutusemeetodil, jälgides kaugeid tähti pika aja jooksul ning oodates, et selle ümber tiirlev planeet tähe eest läbi liiguks. Kui see juhtub, registreerib teleskoobi pardal olev ülitundlik fotomeeter tähe heleduse marginaalse vähenemise. Selline varjutus toimub vaid korra ühe orbiidi jooksul, mis kaugelt tähelt vaadates Maa ja Päikese korral tähendaks minimaalselt 3 aastat vaatlusi avastuse kinnitamiseks. Valdav enamus Kepleri seniavastatud planeetidest on Maast tunduvalt suuremad ning tiirlevad oma tähtedele väga lähedastel orbiitidel, jättes vähe lootust, et neil võiks eksisteerida elukõlbulik keskkond. Jätkumissiooniga loodab NASA suurendada võimalust kaugematel orbiitidel tiirlevate planeetide avastamiseks. Borucki sõnul võivad Maa-sarnased planeedid vabalt juba Kepleri andmetes olemas olla, oodates vaid analüüsimist ja kinnitamist.

Seni kinnitatud sajakonna planeedi hulgas on kõige märkimisväärsemad leiud Kepler-11-nimelise tähe ümber tiirlev 6 planeediga kompaktne süsteem, mis mahuks terviklikult Veenuse orbiidi sisse ning kaksiktähe massikeskme ümber tiirlev planeet Kepler-16b. Kõige Maa-sarnasem Kepleri seni leitud eksoplaneetidest on Kepler-22b, mille orbiit asub tähe elukõlbulikus tsoonis. Planeet ise on Maast 2,4 korda suurema läbimõõduga ning tänase seisuga on planeedi täpne mass ja keemiline koostis veel teadmata.

California Berkeley ülikooli astronoomiaprofesor Geoff Marcy ütles Kepleri avastuste kohta järgmist: „Maa pole ainulaadne, ammugi mitte Universumi keskpunkt. Avastatud kaugete maailmade mitmekesisus ületab kaugelt kõigi me ulmekirjanike ja filmiloojate fantaasia. Aristoteles oleks meie ole uhke, kuna oleme suutnud vastata mõnedele kõige fundamentaalsematele filosoofilistele küsimustele meie kohast Universumis.“

Kunstniku kujutus kahest eksopleneedidst. Illustratsioon: Stéphane Charpinet/Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie in Toulouse, Prantsusmaa.

Avastamine õnnestuski tänu sellele, et planeete valgustav täht on neile lähedal ja piisavalt hele. Vaadeldi tähe poolt tuleva valguse heleduse muutumisi, mis võivad olla tekkinud kahel põhjusel: planeet peegeldab tähevalgust või täht soojendab planeeti nii, et viimane hakkab kiirgama. Kuna planeet kiirgab rohkem sellelt poolelt, kus on päev ja vähem sealt kus öö, siis niisuguse erinevuse nägemine aitas avastamisele kaasa. On võimalik, et seal tähesüsteemis on veel kolmas väiksem planeet, kuid vaatlusandmeid on vähe selle kinnitamiseks.

Planeedid asuvad ematähele väga lähedal, vastavalt 0.0060 ja 0.0076 aü (0.9 ja 1.14 mln km) kaugusel. Kuna nad on nii lähedal, siis nende tiirlemisperiood on 5.7625 ja 8.2293 tundi. On võimalik, et just nende tiirlemisperioodide eripärasus on muutnud nende orbiidid stabiilsemaks ning aidanud neil üle elada ematähe punase hiiu faasi.

Avastus on oluline, kuna annab aimu, mis juhtub planeetidega tähe punase hiiu faasis ning aitab ka mõista, kuidas planeedid mõjutavad tähe arengut.