Kepler-22b – eksoplaneetta Auringon kaltaisen tähden elinkelpoisella vyöhykkeellä

Kepler-22b:n säde on noin 2,4 kertaa Maan säde. Sen massaa ja pintakoostumusta ei tunneta, ja siitä on vain joitakin hyvin karkeasti arvioituja tietoja: Sen massa on alle 124 Maan massaa 3 sigman luottamusrajalla ja alle 36 Maan massaa 1 sigman luottamusrajalla.

Kohteen massan uskotaan olevan samankaltainen kuin Neptunuksen massa (~35 Maan massaa). Toinen mahdollisuus on, että Kepler-22b on "valtameren kaltainen" maailma. Se voisi olla myös verrattavissa vesipitoiseen planeettaan GJ 1214 b, vaikka Kepler-22b onkin GJ 1214 b:stä poiketen elinkelpoisella vyöhykkeellä. Jos se on koostumukseltaan Maan kaltainen, planeetan sisäosan materiaalin tiivistyminen antaisi sille yli 40 Maan massan kokonaismassan. Tällaisen planeetan pintapainovoima olisi myös yli 7-kertainen Maahan verrattuna. Järjestelmän radiaalinopeusmittaukset sulkevat tämän pois vähintään yhden sigman epävarmuudella, mikä viittaa siihen, että Kepler-22b:llä ei ole Maan kaltaista koostumusta. Se on todennäköisesti koostumukseltaan haihtuvampi ja sillä on nestemäinen tai kaasumainen ulkokuori, mikä tekisi siitä samanlaisen kuin Kepler-11f, joka on pienin tunnettu kaasuplaneetta.

"Jos se on enimmäkseen valtameri, jossa on pieni kivinen ydin", Natalie Batalha, yksi projektin tutkijoista, arveli, "ei ole mahdotonta, että elämää voisi olla tällaisessa valtameressä". Tämä elämän mahdollisuus on kannustanut SETI:tä tutkimaan maan ulkopuolisen älykkyyden huippuehdokkaita. Jos planeetan hiilenkierto on kuitenkin loppunut valtamerten ja laattatektoniikan puuttuessa, Kepler-22b voi osoittautua paahtavaksi, steriiliksi super-Venukseksi.

Planeetan radan ainoat tällä hetkellä saatavilla olevat parametrit ovat sen jakso, joka on noin 290 päivää, ja sen kaltevuus, joka on noin 90°, joten se kulkee tähtensä kiekon kautta Maasta katsottuna.

Planeetan kiertoradan muodosta ei ole tietoa. Monien aurinkokunnan ulkopuolisten planeettojen tiedetään liikkuvan erittäin elliptisillä kiertoradoilla. Tiedämme vain, että sen radan puolittainen suuruusakseli on isäntätähden elinkelpoisen vyöhykkeen sisällä. Jos Kepler-22b:n rata on erittäin pitkänomainen, se saattaa hyvinkin viettää vain pienen osan ajastaan asumiskelpoisen vyöhykkeen sisällä, mikä aiheuttaisi planeetalla äärimmäisiä lämpötilaeroja ja tekisi siitä epäsuotuisan.

Jotta saadaan tietoa planeetan radan muodosta, on käytettävä muita planeettojen havaitsemismenetelmiä, kuten radiaalinopeusmenetelmää. Vaikka tällaisia menetelmiä on tehty planeetalle sen löytämisen jälkeen, niillä ei ole vielä havaittu, mikä planeetan radan eksentrisyys todellisuudessa on, ja maaliskuuhun 2012 mennessä niillä on voitu asettaa vain yläraja planeetan massalle.

Kepler-22b:n keskimääräinen etäisyys sen isäntätähdestä Kepler-22:sta on noin 15 prosenttia pienempi kuin etäisyys Maasta Aurinkoon, mutta Kepler-22:n valovoima (valoteho) on noin 25 prosenttia pienempi kuin Auringon. Tämä yhdistelmä lyhyempää keskimääräistä etäisyyttä tähdestä ja alhaisempaa tähtien valovoimaa vastaa kohtalaista pintalämpötilaa tällä etäisyydellä, jos oletetaan, että pintaan ei kohdistu äärimmäistä kasvihuonelämmitystä.

Jos planeetan havaitaan liikkuvan erittäin elliptisellä radalla, sen pintalämpötila vaihtelee korkeammasta lämpötilasta, kun se on lähellä Kepler-22:ta, matalampaan, kun se on kauempana. Jos rata on todellakin hyvin elliptinen, lämpötilan vaihteluväli on äärimmäinen.

Tutkijat voivat arvioida mahdollisia pintaolosuhteita seuraavasti:

• Ilman ilmakehää tasapainolämpötila olisi noin -11 °C.
• Jos ilmakehässä olisi samansuuruinen kasvihuoneilmiö kuin maapallolla, planeetan keskimääräinen pintalämpötila olisi 22 °C (72°F).
• Jos ilmakehässä olisi samansuuruinen kasvihuoneilmiö kuin Venuksella, planeetan keskimääräinen pintalämpötila olisi 460 °C (860°F).