Una búsqueda para (casi) gobernarlos a todos: cientos de planetas ocultos encontrados en los datos de Kepler

Una búsqueda para (casi) gobernarlos a todos: cientos de planetas ocultos encontrados en los datos de Kepler
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La mayoría de los más de 4,000 exoplanetas que los astrónomos han encontrado en las últimas décadas provienen de la misión pionera Kepler de la NASA, que se lanzó en 2009 y finalizó a fines de octubre de 2018. Pero entre la caballería de datos de Kepler, aún hay más planetas esperando ser encontrados, y un nuevo método acaba de subir el mayor recorrido hasta la fecha de la segunda fase final de la misión, llamada K2.

El K2 de 2014 a 2018 fue notable por su uso único de la funcionalidad, o la falta de ella, del telescopio espacial Kepler. Esencialmente un tubo grande con una sola cámara, Kepler se basó en cuatro ruedas de reacción (ruedas giratorias para orientar la nave espacial) para apuntar a parches específicos del cielo durante días o incluso semanas. Tales miradas largas fueron beneficiosas para su técnica principal de búsqueda de planetas, conocida como el método de tránsito, que detecta mundos observando las caídas en la luz de una estrella causadas por el paso de un planeta en órbita frente a ella. Pero cuando fallaron dos de las ruedas de reacción de Kepler, una en 2012 y otra en 2013, los planificadores de misiones idearon un método ingenioso de usar la presión del viento solar para actuar como una tercera rueda improvisada, permitiendo que las observaciones continúen, aunque con algunas limitaciones. .

“Tuvimos este problema porque la misión K2 funcionaba desde dos ruedas de reacción; rodó un poco cada seis horas ", dice Susan Mullally, del Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial. "Y como resultado, las curvas de luz tienen estos pequeños arcos que los atraviesan y que primero debes eliminar".

Posteriormente se realizaron varios esfuerzos para extraer planetas de los datos de K2. Pero ninguno ha tenido más éxito que uno reportado en un nuevo artículo de Ethan Kruse del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y sus colegas, que fue publicado en el servidor de preimpresión la semana pasada y aceptado para su publicación en el Serie de suplementos de la revista astrofísica. Kruse empleó un algoritmo conocido como QATS (para la búsqueda de tránsito automatizado cuasiperiódico) y un programa de análisis de curva de luz llamado EVEREST (para extracción y extracción de variabilidad EPIC para objetivos de ciencia de exoplanetas) para explicar mejor el balanceo de la nave espacial y otras fuentes de instrumentos y "ruido" astrofísico en los datos de K2. El resultado fue un total de 818 candidatos a planetas, 374 de los cuales nunca se habían visto antes, de las primeras nueve de las 20 campañas de observación de K2.

"Estábamos tratando de encontrar planetas que sabíamos que faltaban en otras búsquedas", dice Kruse, quien pasó más de tres años en el proyecto como parte de su disertación en la Universidad de Washington. "El resultado principal fue que funcionó".

El considerable recorrido de Kruse y sus colegas incluye mundos que van desde Júpiter calientes, gigantes gaseosos que orbitan su estrella increíblemente cerca, hasta súper-Tierras, planetas de tamaño medio entre el nuestro y Neptuno que son muy abundantes en nuestra galaxia pero, extrañamente, aparentemente ausentes de nuestro sistema solar. El equipo también encontró 87 sistemas multiplanetas, incluidos dos nuevos sistemas de cinco planetas y un nuevo sistema de seis planetas, y logró usar variaciones de tiempo de tránsito, el bamboleo en el tránsito de un planeta causado por la presencia de otro mundo, para detectar un. "Este es el mayor recorrido para K2 hasta la fecha de un artículo", dice Mullally, que no participó en el trabajo.

Kruse señala que la búsqueda de su equipo pudo encontrar casi el 90 por ciento de los planetas detectados en todas las búsquedas anteriores de las primeras nueve campañas de observación de K2, mientras que solo la mitad de los planetas en su artículo se habían visto antes. La mayoría de los mundos recién descubiertos son planetas candidatos, lo que significa que necesitan observaciones de seguimiento para ser confirmados. Pero si se validan como genuinos, el recorrido de 374 aumentaría el número total de planetas encontrados en los datos de K2 en aproximadamente un 50 por ciento, un resultado notable para un solo documento. "Creo que este es realmente un estándar de oro en la forma en que desea hacer el análisis de datos astronómicos", dice Benjamin Pope, de la Universidad de Nueva York, quien no contribuyó al estudio de Kruse.

De los candidatos planetarios encontrados por Kruse y su equipo, 154 pertenecen a un grupo intrigante conocido como planetas en tránsito recíproco. Estos son mundos que orbitan en el plano correcto para que podamos observar su tránsito alrededor de su estrella, pero los observadores en los planetas también podrían detectar la Tierra orbitando nuestro sol utilizando el mismo método. "Nos ven en tránsito, y nosotros los vemos en tránsito", dice David Kipping, de la Universidad de Columbia, que no formó parte del nuevo periódico. Esos mundos, señala Kipping, podrían ser objetivos principales para investigar "firmas tecnológicas" de otras civilizaciones. "Los habitantes de tales sistemas tienen una ventana temporal natural para intentar comunicarse con nosotros durante sus tiempos de tránsito", dice.

El análisis de Kruse también reforzó algunas tendencias curiosas vistas en datos anteriores de Kepler. En particular, muchos planetas parecen orbitar sus estrellas en una resonancia 3: 2 con los mundos vecinos, lo que significa que uno completa tres órbitas para los otros dos, algo que vemos en nuestro propio sistema solar con las lunas de Júpiter. "Cuando los períodos están relacionados de esta manera, nos da pistas sobre cómo se formaron", dice Jessie Christiansen, del Instituto de Tecnología de California, y señala que la proporción podría insinuar una migración planetaria regular en las primeras etapas de los sistemas planetarios. "El hecho de que estemos viendo este pico de resonancias una y otra vez, para mí, es realmente interesante. No se trata solo de una casualidad de los datos de Kepler ".

Con la misión Kepler terminada, los esfuerzos de exoplanetas de la NASA ahora se han desplazado a un nuevo telescopio, el Satélite de prospección de exoplanetas en tránsito (TESS), que se lanzó en 2018. TESS ya ha presentado cerca de 1,000 nuevos planetas candidatos, muchos de los cuales se anunciaron. semana en la TESS Science Conference en el Massachusetts Institute of Technology, y métodos como Kruse podrían ayudar a encontrar aún más en el futuro. "Puede transferir todo este código directamente a TESS sin casi cambios", dice Pope. Kruse también planea aplicar su técnica a los datos restantes de K2 en cuestión de meses.

El objetivo original de Kruse para su trabajo era diseñar una sola búsqueda que pudiera encontrar cada planeta en tránsito en un conjunto de datos. Aunque ese objetivo no se logró del todo (el análisis de Kruse probablemente omitió un pequeño número de rezagados que aún acechan en el primer lote de datos de K2), Mullally señala que los astrónomos están ansiosos por encontrar formas de localizar cada planeta posible a partir de cualquier conjunto de datos dado. "Todavía no hay search una búsqueda para gobernarlos a todos", dice ella. "Pero algunos de ellos parecen estar funcionando mejor que otros, y todavía estamos tratando de averiguar cuál es ese espacio de parámetros". Y, por el momento, el esfuerzo de Kruse se encuentra entre los mejores.

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