Două planete gazoase în jurul unei stele strălucitoare, asemănătoare soarelui

Noaptea, lui Miguel de șapte ani îi place să vorbească cu tatăl său, Cesar Rubio, despre planete și stele. „Încerc să mă ocup de asta”, spune Rubio, un mecanic din Pomona, California, care realizează piese pentru echipamente de extracție și generare de energie.

Acum, băiatul poate susține că tatăl său a ajutat și la descoperirea planetelor. Cesar Rubio este unul dintre mii de voluntari care participă Vânătorii de planete Tess, un proiect științific cetățean finanțat de NASA care caută dovezi ale planetelor din afara sistemului nostru solar sau ale exoplanetelor. Știința cetățenească este o modalitate prin care membrii publicului pot colabora cu oamenii de știință. Peste 29.000 de oameni din întreaga lume și-au unit forțele cu Planet Hunters TESS pentru a ajuta oamenii de știință să găsească exoplanete.

Cesar Rubio și fiul său Miguel se bucură să vorbească despre spațiu împreună. Credit: Cesar Rubio

Planet Hunters TESS anunță descoperirea a două exoplanete într-un studiu publicat online în Notificări lunare ale Royal Astronomical Societyși includerea lui Rubio și a mai mult de o duzină de alți oameni de știință cetățeni în calitate de coautori.

Aceste lumi extraterestre orbitează o stea numită HD 152843, situată la aproximativ 352 de ani lumină distanță. Această stea are aproximativ aceeași masă ca Soarele, dar de aproximativ 1,5 ori mai mare și ușor mai strălucitoare.

Planeta B, de dimensiunea lui Neptun, este de aproximativ 3,4 ori mai mare decât Pământul și finalizează o orbită în jurul stelei sale în aproximativ 12 zile. Planeta C, exoplaneta, este de aproximativ 5,8 ori mai mare decât Pământul, făcându-l un „semi-Saturn”, iar perioada sa orbitală este undeva între 19 și 35 de zile. În sistemul nostru solar, ambele planete vor fi pe orbită în jurul lui Mercur, care este de aproximativ 88 de zile.

a spus Nora Eisner, doctorandă în astrofizică la Universitatea Oxford din Marea Britanie și autorul principal al studiului.

TESS reprezintă Transiting Exoplanet Survey Satellite, o navă spațială NASA lansată în aprilie 2018. Echipa TESS a folosit date de la observator pentru a identifica peste 100 de exoplanete și peste 2.600 de candidați care așteaptă confirmarea.

Planet Hunters TESS, care funcționează prin intermediul site-ului web Zooniverse, a început în decembrie 2018, la scurt timp după ce primele date TESS au fost făcute publice. Voluntarii se uită la grafice care arată strălucirea diferitelor stele în timp. Observați care dintre aceste comploturi arată o scurtă scădere în luminozitatea stelei și apoi o oscilare ascendentă înapoi la nivelul inițial. Acest lucru se poate întâmpla atunci când o planetă traversează fața stelei sale, blocând un pic de lumină – un eveniment numit „tranzit”.

Vânătorii de planete împărtășesc fiecare schemă de luminozitate numită „Curbă de lumină” cu 15 voluntari. În fundalul site-ului, un algoritm colectează toate trimiterile voluntarilor și alege curbele de lumină selectate de mai mulți voluntari. Apoi Eisner și colegii săi se uită la curbele de lumină de ordin superior și determină care ar fi bune pentru urmărirea științifică.

Alexander Hubert studiază pentru a deveni profesor de matematică și latină, dar se bucură de proiecte științifice cetățenești în astronomie. Credit: Alexander Hubert

Chiar și în epoca tehnologiilor de calcul complexe, cum ar fi învățarea automată, a avea un grup mare de voluntari care analizează datele telescopului este un ajutor imens pentru cercetători. Deoarece cercetătorii nu pot pregăti perfect computerele pentru a identifica amprentele potențiale ale planetei, ochiul uman este încă valoros. „Acesta este motivul pentru care nu există mulți candidați la exoplanete și de ce știința cetățenească este un lucru atât de grozav”, a spus Eisner.

În cazul HD 152843, oamenii de știință cetățeni au analizat un teren care arăta luminozitatea acestuia în termen de o lună de la observațiile TESS. Curba luminii a arătat trei scufundări distincte, ceea ce înseamnă că cel puțin o planetă ar putea orbita steaua. Toți cei 15 oameni de știință cetățeni care au analizat această curbă au făcut referire la cel puțin două tranzite, iar unii au marcat curba luminii pe forumul de discuții online TESS Planet Hunters.

Apoi, oamenii de știință au aruncat o privire mai atentă. Prin compararea datelor cu modelele lor, au estimat că două tranzite provin de pe planeta interioară și cealaltă provine de pe a doua planetă exterioară.

Pentru a se asigura că semnalele de tranzit vin de pe planete și nu de pe altă sursă, cum ar fi stelele care se eclipsează reciproc, trec asteroizii sau mișcările TESS în sine, oamenii de știință au avut nevoie să privească steaua într-un mod diferit. Au folosit un instrument numit HARPS-N (High Resolution Radial Velocity Planet Finder for the Northern Emisphere) la Telescopio Nazionale Galileo din La Palma, Spania, precum și EXPRES (Extreme Resolution Spectrometer), un instrument la Lowell Observatory din Flagstaff, Arizona. HARPS și EXPRES caută prezența planetelor examinând dacă lumina stelelor este „oscilantă” din cauza planetelor care orbitează steaua lor. Această tehnică, numită metoda vitezei radiale, permite oamenilor de știință să estimeze și masa unei planete îndepărtate.

În timp ce oamenii de știință nu au putut obține un semnal suficient de clar pentru a determina masele planetelor, au obținut suficiente date despre viteza radială pentru a face estimări de masă – de aproximativ 12 ori masa Pământului pentru planeta B și de aproximativ 28 de ori masa Pământului pentru planeta C . Măsurătorile lor confirmă corectitudinea semnalelor care indică prezența planetelor; Sunt necesare mai multe date pentru a-i confirma masa. Oamenii de știință continuă să monitorizeze sistemul planetar cu HARPS-N și speră să aibă în curând mai multe informații despre planete.

Elizabeth Payten a făcut parte din mai mult de o duzină de studii științifice publicate prin intermediul proiectelor Zooniverse. Credit: Elizabeth Payten

Cercetătorii ar putea avea în curând instrumente de înaltă tehnologie pentru a afla dacă aceste planete au atmosfere și ce gaze sunt în ele. Telescopul spațial James Webb al NASA, care va fi lansat mai târziu în acest an, va putea analiza tipurile de particule care alcătuiesc atmosferele planetelor precum cele din acest sistem, în special exoplaneta mai mare. Planetele HD 152843 sunt prea fierbinți și gazoase pentru a susține viața așa cum o cunoaștem, dar sunt valoroase de studiat pe măsură ce oamenii de știință învață despre gama de planete potențiale din galaxia noastră.

„Facem pași mici spre direcția găsirii unei planete asemănătoare Pământului și studierea atmosferei sale și continuăm să depășim limitele a ceea ce putem vedea”, a spus Eisner.

Oamenii de știință cetățeni care au evaluat curba de lumină HD 152843 drept o posibilă sursă de planete în tranzit, precum și trei moderatori ai forumului de discuții Vânătorii de planete, au fost invitați să fie incluși în calitate de coautori ai studiului care anunță descoperirea acestor planete.

Un astfel de savant cetățean este Alexander Hubert, un student care se concentrează în matematică și latină în Würzburg, Germania, care intenționează să devină profesor de liceu. Până în prezent, peste 10.000 de curbe de lumină au fost clasificate de Planet Hunters TESS.

„Regret uneori că, în epoca noastră, trebuie să ne limităm la una, poate la două, subiecte, ca a mea pentru mine, latină și matematică”, a spus Hubert. „Sunt foarte recunoscător că la Zooniverse am avut ocazia să fiu implicat în ceva diferit.”

O altă coautoră, Elisabeth Payten din Leuven, Belgia, care lucrează în departamentul de reasigurare, spune că clasificarea curbelor de lumină pe Planet Hunters TESS este „relaxantă”. Ea a fost interesată de astronomie încă din copilărie și a fost unul dintre voluntarii originali pentru Galaxy Zoo, un proiect științific cetățean în astronomie care a început în 2007. Galaxy Zoo a invitat participanții să clasifice formele galaxiilor îndepărtate.

În timp ce Baeten a făcut parte din mai mult de o duzină de studii publicate prin intermediul proiectelor Zooniverse, noul studiu este prima publicație științifică a lui Rubio. Astronomia a fost întotdeauna un interes pe tot parcursul vieții și acum o poate împărtăși fiului său. Cei doi se uită uneori la Planet Hunters TESS împreună.

„Simt că contribuie, chiar dacă este doar o mică parte”, a spus Rubio. „Cercetarea științifică în special, pentru mine este satisfăcătoare”.

NASA are o gamă variată de colaborări științifice ale cetățenilor pe teme, de la științele Pământului la Soare și la universul mai larg. Oricine din lume poate participa. Consultați cele mai recente oportunități la science.nasa.gov/citizenscience.

Referință: „Vânătorii de planete TESS III: Două planete care tranzitează în jurul piticului G lucios HD 152843” De NL Eisner, B. A. Nicholson, O Barragán, S Aigrain, C Lintott, L Kaye, B Klein, G Miller, J Taylor și 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 mai 2021, Notificări lunare ale Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253