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Aug 26, 2023

Gli astronomi scoprono i pianeti negli ultimi giorni di osservazioni di Kepler della NASA

A team of astrophysicists and citizen scientists have identified what may be

Un team di astrofisici e scienziati cittadini ha identificato quelli che potrebbero essere alcuni degli ultimi pianeti osservati dal telescopio spaziale Kepler della NASA durante la sua missione quasi decennale.

Il trio di esopianeti – mondi oltre il nostro sistema solare – hanno tutti dimensioni comprese tra la Terra e Nettuno e orbitano da vicino attorno alle loro stelle.

"Questi sono pianeti abbastanza mediocri nel grande schema delle osservazioni di Keplero", ha detto Elyse Incha, ricercatore presso l'Università del Wisconsin-Madison. "Ma sono interessanti perché Keplero li ha osservati durante i suoi ultimi giorni di operazioni. Mostra quanto fosse bravo Keplero nella caccia ai pianeti, anche alla fine della sua vita."

Un articolo sul trio planetarioguidato da Incha è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.

Kepler è stato lanciato nel marzo 2009. L'obiettivo iniziale della missione era monitorare continuamente una zona di cielo nelle costellazioni settentrionali del Cigno e della Lira. Questo lungo periodo di osservazioni ha permesso al satellite di tracciare i cambiamenti nella luminosità stellare causati dai pianeti che si incrociano davanti alle loro stelle, eventi chiamati transiti.

Dopo quattro anni, il telescopio aveva osservato oltre 150.000 stelle e identificato migliaia di potenziali esopianeti. È stata la prima missione della NASA a trovare un mondo delle dimensioni della Terra in orbita all'interno della zona abitabile della sua stella, l'intervallo di distanze in cui potrebbe esistere acqua liquida sulla superficie di un pianeta.

Nel 2014, la navicella spaziale ha riscontrato problemi meccanici che hanno temporaneamente interrotto le osservazioni. Il team di Kepler ha ideato una soluzione che gli ha permesso di riprendere le operazioni, cambiando il proprio campo visivo all'incirca ogni tre mesi, un periodo chiamato campagna. Questa rinnovata missione, chiamata K2, durò altri quattro anni e osservò oltre 500.000 stelle.

Quando Keplero fu ritirato nell’ottobre del 2018, aveva contribuito alla scoperta di oltre 2.600 esopianeti confermati e di molti altri candidati.

L'ultima campagna del K2, la numero 19, è durata solo un mese. Quando la navicella spaziale iniziò a esaurire il carburante per il controllo dell'assetto, non riuscì a mantenere la sua posizione abbastanza a lungo per raccogliere osservazioni utili. Alla fine, gli astronomi hanno avuto solo circa sette giorni di dati di alta qualità dalla Campagna 19.

Incha e il suo team hanno lavorato con il Visual Survey Group, una collaborazione tra scienziati cittadini e astronomi professionisti, per scansionare questo set di dati alla ricerca di esopianeti. Gli scienziati cittadini hanno cercato segnali di mondi in transito su tutte le curve di luce della Campagna 19, che registrano il modo in cui le stelle monitorate si illuminavano o si attenuavano.

"Le persone che effettuano indagini visive, esaminando i dati a occhio, possono individuare nuovi modelli nelle curve di luce e trovare singoli oggetti che sono difficili da rilevare per le ricerche automatizzate. E nemmeno noi riusciamo a catturarli tutti", ha affermato Tom Jacobs, un ricercatore. ex ufficiale della Marina degli Stati Uniti e membro del team del Visual Survey Group. "Ho esaminato visivamente le osservazioni complete del K2 tre volte e ci sono ancora scoperte in attesa di essere trovate."

Jacobs e altri hanno trovato un transito per ciascuno dei tre pianeti candidati, ciascuno in orbita attorno a una stella diversa, nel set di dati di alta qualità.

Dopo la loro scoperta iniziale, Incha e il suo team sono tornati indietro e hanno esaminato i dati di qualità inferiore del resto della Campagna 19 e hanno trovato un transito aggiuntivo ciascuno da due delle tre stelle contrassegnate nella ricerca visiva.

"I secondi transiti di questi due pianeti candidati ci hanno aiutato a confermare la loro scoperta", ha affermato Andrew Vanderburg, assistente professore di fisica presso il Kavli Institute for Astrophysical and Space Research presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge. "Nessuno aveva mai trovato pianeti in questo set di dati prima, ma la nostra collaborazione è riuscita a trovarne tre. E stiamo davvero spingendo oltre gli ultimi giorni, gli ultimi minuti, di osservazioni raccolte da Keplero."

Utilizzando le informazioni sul transito, Incha e il suo team hanno calcolato le dimensioni potenziali dei mondi e i periodi orbitali. Il pianeta più piccolo, K2-416 b, è circa 2,6 volte più grande della Terra e orbita attorno alla sua stella nana rossa circa ogni 13 giorni. Anche K2-417 b, poco più di tre volte la dimensione della Terra, orbita attorno a una stella nana rossa ma completa un'orbita ogni 6,5 giorni. L'ultimo pianeta, non confermato, EPIC 246251988 b, è quasi quattro volte più grande della Terra e orbita attorno alla sua stella simile al Sole in circa 10 giorni. (I primi due pianeti prendono il nome dall'era K2 della missione, l'ultimo dall'Ecliptic Plane Input Catalog (EPIC) delle stelle nei campi K2.)