Δύο αέρια πλανήτες γύρω από ένα λαμπερό αστέρι σαν τον ήλιο

Τη νύχτα, ο επτάχρονος Μιγκέλ λατρεύει να μιλά στον πατέρα του, τον Σέσαρ Ρούμπιο, για πλανήτες και αστέρια. «Προσπαθώ να το φροντίσω», λέει ο Rubio, μηχανικός στην Pomona της Καλιφόρνια, ο οποίος κατασκευάζει ανταλλακτικά για εξοπλισμό εξόρυξης και ηλεκτροπαραγωγής.

Τώρα, το αγόρι μπορεί να ισχυριστεί ότι ο πατέρας του βοήθησε επίσης να ανακαλύψει τους πλανήτες. Ο Cesar Rubio είναι ένας από τους χιλιάδες εθελοντές που συμμετέχουν Κυνηγοί πλανήτη Τες, ένα επιστημονικό έργο πολιτών που χρηματοδοτείται από τη NASA και αναζητά στοιχεία πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα ή εξωπλανήτες. Η επιστήμη του πολίτη είναι ένας τρόπος για να συνεργάζεται το κοινό με τους επιστήμονες. Περισσότεροι από 29.000 άνθρωποι σε όλο τον κόσμο έχουν ενώσει τις δυνάμεις τους με το Planet Hunters TESS για να βοηθήσουν τους επιστήμονες να βρουν εξωπλανήτες.

Ο Cesar Rubio και ο γιος του Miguel απολαμβάνουν να συζητούν μαζί για το διάστημα. Πίστωση: Cesar Rubio

Το Planet Hunters TESS ανακοινώνει την ανακάλυψη δύο εξωπλανητών σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Διαδίκτυο το Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, και ένταξη του Rubio και περισσότερων από δώδεκα άλλων επιστημόνων πολιτών ως συν-συγγραφείς.

Αυτοί οι εξωγήινοι κόσμοι περιστρέφονται γύρω από ένα αστέρι που ονομάζεται HD 152843, που βρίσκεται περίπου 352 έτη φωτός μακριά. Αυτό το αστέρι έχει περίπου την ίδια μάζα με τον Ήλιο, αλλά περίπου 1,5 φορές μεγαλύτερο και ελαφρώς φωτεινότερο.

Ο πλανήτης Β, το μέγεθος του Ποσειδώνα, είναι περίπου 3,4 φορές μεγαλύτερο από τη Γη και ολοκληρώνει μια τροχιά γύρω από το αστέρι του σε περίπου 12 ημέρες. Ο πλανήτης Γ, ο εξωπλανήτης, είναι περίπου 5,8 φορές μεγαλύτερος από τη Γη, καθιστώντας τον «ημι-Κρόνο» και η τροχιακή του περίοδος κυμαίνεται μεταξύ 19 και 35 ημερών. Στο ηλιακό μας σύστημα, και οι δύο πλανήτες θα βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον Ερμή, δηλαδή περίπου 88 ημέρες.

δήλωσε η Nora Eisner, διδακτορική φοιτήτρια στην αστροφυσική στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης στο Ηνωμένο Βασίλειο και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Το TESS σημαίνει Transiting Exoplanet Survey Satellite, ένα διαστημικό σκάφος της NASA που ξεκίνησε τον Απρίλιο του 2018. Η ομάδα TESS χρησιμοποίησε δεδομένα από το παρατηρητήριο για να εντοπίσει περισσότερους από 100 εξωπλανήτες και περισσότερους από 2.600 υποψηφίους που αναμένουν επιβεβαίωση.

Το Planet Hunters TESS, το οποίο λειτουργεί μέσω του ιστότοπου Zooniverse, ξεκίνησε τον Δεκέμβριο του 2018, λίγο μετά τη δημοσιοποίηση των πρώτων δεδομένων TESS. Οι εθελοντές βλέπουν γραφήματα που δείχνουν τη φωτεινότητα διαφορετικών αστεριών με την πάροδο του χρόνου. Παρατηρήστε ποια από αυτές τις γραφικές παραστάσεις δείχνει μια μικρή πτώση στη φωτεινότητα του αστεριού και στη συνέχεια μια ανοδική κίνηση προς τα πίσω στο αρχικό επίπεδο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένας πλανήτης διασχίζει το πρόσωπο του αστεριού του, εμποδίζοντας λίγο φως – ένα γεγονός που ονομάζεται “διέλευση”.

Το Planet Hunters μοιράζεται κάθε σχήμα φωτεινότητας που ονομάζεται “Light Curve” με 15 εθελοντές. Στο παρασκήνιο του ιστότοπου, ένας αλγόριθμος συλλέγει όλες τις υποβολές εθελοντών και επιλέγει τις καμπύλες φωτός που έχουν επιλέξει αρκετοί εθελοντές. Στη συνέχεια, ο Eisner και οι συνεργάτες του εξετάζουν τις καμπύλες φωτός υψηλότερης τάξης και καθορίζουν ποιες θα ήταν καλές για επιστημονική παρακολούθηση.

Ο Alexander Hubert σπουδάζει για να γίνει καθηγητής μαθηματικών και λατινικών, αλλά απολαμβάνει επιστημονικά έργα πολιτών στην αστρονομία. Πίστωση: Alexander Hubert

Ακόμη και στην εποχή των πολύπλοκων τεχνολογιών υπολογιστών, όπως η μηχανική μάθηση, η ύπαρξη μιας μεγάλης ομάδας εθελοντών που βλέπουν τα τηλεσκοπικά δεδομένα αποτελεί τεράστια βοήθεια για τους ερευνητές. Επειδή οι ερευνητές δεν μπορούν να εκπαιδεύσουν τέλεια τους υπολογιστές για να εντοπίσουν πιθανά δακτυλικά αποτυπώματα του πλανήτη, το ανθρώπινο μάτι είναι ακόμα πολύτιμο. “Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δεν υπάρχουν πολλοί υποψήφιοι για εξωπλανήτες και γιατί η επιστήμη των πολιτών είναι τόσο σπουδαίο”, δήλωσε ο Eisner.

Στην περίπτωση του HD 152843, οι επιστήμονες των πολιτών εξέτασαν ένα οικόπεδο που έδειχνε τη φωτεινότητά του μέσα σε ένα μήνα από τις παρατηρήσεις του TESS. Η καμπύλη φωτός έδειξε τρεις διαφορετικές πτώσεις, υπονοώντας ότι τουλάχιστον ένας πλανήτης θα μπορούσε να περιστρέφεται γύρω από το αστέρι. Και οι 15 επιστήμονες πολιτών που εξέτασαν αυτήν την καμπύλη έχουν κάνει αναφορά σε τουλάχιστον δύο διαμετακομίσεις, και ορισμένοι σημείωσαν την καμπύλη του φωτός στο διαδικτυακό φόρουμ συζήτησης Planet Hunters TESS.

Στη συνέχεια, οι επιστήμονες κοίταξαν πιο προσεκτικά. Συγκρίνοντας τα δεδομένα με τα μοντέλα τους, υπολόγισαν ότι δύο διελεύσεις προήλθαν από τον εσωτερικό πλανήτη και η άλλη προήλθε από έναν δεύτερο εξωτερικό πλανήτη.

Για να βεβαιωθείτε ότι τα σήματα διέλευσης προέρχονταν από πλανήτες και όχι από άλλη πηγή, όπως αστέρια που προσπερνούν το ένα το άλλο, περνώντας αστεροειδείς ή τις κινήσεις του ίδιου του TESS, οι επιστήμονες έπρεπε να κοιτάξουν το αστέρι με διαφορετικό τρόπο. Χρησιμοποίησαν ένα όργανο που ονομάζεται HARPS-N (High Resolution Radial Velocity Planet Finder for the Northern Hemisphere) στο Telescopio Nazionale Galileo στη Λα Πάλμα της Ισπανίας, καθώς και το EXPRES (Extreme Resolution Spectrometer), ένα όργανο στο Παρατηρητήριο Lowell στο Flagstaff, Αριζόνα. HARPS και EXPRES αναζητούν την ύπαρξη πλανητών εξετάζοντας εάν το αστέρι είναι «ταλαντευόμενο» λόγω πλανητών σε τροχιά γύρω από το αστέρι τους. Αυτή η τεχνική, που ονομάζεται μέθοδος ακτινικής ταχύτητας, επιτρέπει στους επιστήμονες να εκτιμήσουν τη μάζα ενός απομακρυσμένου πλανήτη επίσης.

Ενώ οι επιστήμονες δεν μπορούσαν να πάρουν ένα αρκετά σαφές σήμα για να προσδιορίσουν τις μάζες των πλανητών, έλαβαν αρκετά δεδομένα ακτινικής ταχύτητας για να κάνουν εκτιμήσεις μάζας – περίπου 12 φορές τη μάζα της Γης για τον Πλανήτη Β και περίπου 28 φορές τη μάζα της Γης για τον Πλανήτη Γ . Οι μετρήσεις τους επιβεβαιώνουν την εγκυρότητα των σημάτων που υποδηλώνουν την παρουσία πλανητών. Απαιτούνται περισσότερα δεδομένα για να επιβεβαιωθεί η μάζα του. Οι επιστήμονες συνεχίζουν να παρακολουθούν το πλανητικό σύστημα με το HARPS-N και ελπίζουν να έχουν περισσότερες πληροφορίες για τους πλανήτες σύντομα.

Η Elizabeth Payten έχει συμμετάσχει σε περισσότερες από δώδεκα επιστημονικές μελέτες που δημοσιεύθηκαν μέσω του Zooniverse Projects. Πίστωση: Elizabeth Payten

Οι ερευνητές ενδέχεται σύντομα να διαθέτουν εργαλεία υψηλής τεχνολογίας για να μάθουν αν αυτοί οι πλανήτες έχουν ατμόσφαιρα και ποια αέρια βρίσκονται σε αυτούς. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA, το οποίο θα ξεκινήσει αργότερα φέτος, θα είναι σε θέση να εξετάσει τους τύπους σωματιδίων που αποτελούν την ατμόσφαιρα των πλανητών, όπως εκείνοι του συστήματος, ειδικά ο μεγαλύτερος εξωπλανήτης. Οι πλανήτες HD 152843 είναι πολύ ζεστοί και αεριώδεις για να υποστηρίξουν τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε, αλλά είναι πολύτιμες για μελέτη καθώς οι επιστήμονες μαθαίνουν για τη σειρά πιθανών πλανητών στον γαλαξία μας.

«Κάνουμε μικρά βήματα προς την κατεύθυνση του να βρούμε έναν πλανήτη που μοιάζει με τη Γη και να μελετάμε την ατμόσφαιρά του και συνεχίζουμε να πιέζουμε τα όρια αυτού που μπορούμε να δούμε», είπε ο Eisner.

Οι επιστήμονες πολιτών που αξιολόγησαν την καμπύλη φωτός HD 152843 ως πιθανή πηγή διέλευσης πλανητών, καθώς και τρεις συντονιστές του φόρουμ συζήτησης Planet Hunters, κλήθηκαν να συμπεριληφθούν ως συν-συγγραφείς της μελέτης που ανακοίνωσαν την ανακάλυψη αυτών των πλανητών.

Ένας τέτοιος μελετητής πολιτών είναι ο Alexander Hubert, ένας προπτυχιακός φοιτητής που εστιάζει στα μαθηματικά και στα Λατινικά στο Würzburg της Γερμανίας, ο οποίος σχεδιάζει να γίνει δάσκαλος γυμνασίου. Μέχρι σήμερα, περισσότερες από 10.000 καμπύλες φωτός έχουν ταξινομηθεί από το Planet Hunters TESS.

«Λυπάμαι μερικές φορές που στην εποχή μας πρέπει να περιοριστούμε σε ένα μάθημα, ίσως δύο, όπως το δικό μου, τα Λατινικά και τα Μαθηματικά», δήλωσε ο Hubert. “Είμαι πραγματικά ευγνώμων που στο Zooniverse είχα την ευκαιρία να συμμετάσχω σε κάτι διαφορετικό.”

Μια άλλη συν-συγγραφέας, Elisabeth Payten από το Leuven του Βελγίου, που εργάζεται στο τμήμα αντασφάλισης, λέει ότι η βαθμολόγηση των καμπυλών φωτός στο Planet Hunters TESS είναι “χαλαρωτική”. Ενδιαφέρεται για την αστρονομία από την παιδική ηλικία και ήταν ένας από τους αρχικούς εθελοντές για το Galaxy Zoo, ένα επιστημονικό έργο πολιτών στην αστρονομία που ξεκίνησε το 2007. Ο γαλαξιακός ζωολογικός κήπος κάλεσε τους συμμετέχοντες να ταξινομήσουν τα σχήματα των μακρινών γαλαξιών.

Ενώ η Baeten συμμετείχε σε περισσότερες από δώδεκα μελέτες που δημοσιεύθηκαν μέσω των Zooniverse Projects, η νέα μελέτη είναι η πρώτη επιστημονική έκδοση του Rubio. Η αστρονομία ήταν πάντα ένα δια βίου ενδιαφέρον και τώρα μπορεί να το μοιραστεί με τον γιο του. Οι δύο βλέπουν μερικές φορές το Planet Hunters TESS μαζί.

«Νιώθω ότι συνεισφέρω, ακόμα κι αν είναι μόνο ένα μικρό κομμάτι», είπε ο Ρούμπιο. “Η επιστημονική έρευνα ειδικότερα, με ικανοποιεί.”

Η NASA έχει ένα ευρύ φάσμα επιστημονικών συνεργασιών πολιτών σε θέματα που κυμαίνονται από τις επιστήμες της Γης έως τον Ήλιο έως το ευρύτερο σύμπαν. Οποιοσδήποτε στον κόσμο μπορεί να συμμετάσχει. Δείτε τις πιο πρόσφατες ευκαιρίες στο science.nasa.gov/citizenscience.

Παραπομπή: “Planet Hunters TESS III: Two Transiting Planets Around Glossy G dwarf HD 152843” By NL Eisner, B. A. Nicholson, O Barragán, S Aigrain, C Lintott, L Kaye, B Klein, G Miller, J Taylor και N Zicher, LA Buchhave, DA Caldwell, J Horner, J Llama, A Mortier, VM Rajpaul, K Stassun, A Sporer, A Tkachenko, JM Jenkins, D Latham, G Ricker, S Seager, J Winn, S Alhassan, EML Baeten, SJ Bean DM Bundy, V Efremov, R Ferstenou, BL Goodwin, M Hof, T Hoffman, A Hubert, L Lau, S Lee, D Maetschke, K Peltsch, C Rubio-Alfaro, GM Wilson, 12 Μαΐου 2021, Μηνιαίες ειδοποιήσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253