Gli scienziati che lavorano con i dati della missione Keplero hanno scoperto altri 18 mondi della Terra. Il team ha utilizzato un metodo più nuovo e più rigoroso di esaminare i dati per trovare questi pianeti. Tra i 18 è il più piccolo esopianeta mai trovato.
La missione di Keplero ebbe molto successo e ora conosciamo più di 4.000 pianeti extrasolari in sistemi solari distanti. Ma c'è un errore di campionamento compreso nei dati di Keplero: era più facile per il veicolo spaziale trovare pianeti grandi piuttosto che piccoli. La maggior parte degli esopianeti di Keplero sono mondi enormi, vicini per dimensioni ai giganti gassosi Giove e Saturno.
È facile capire perché sia così. Ovviamente, gli oggetti più grandi sono più facili da trovare rispetto agli oggetti più piccoli. Ma un team di scienziati in Germania ha sviluppato un modo per sgridare i dati di Keplero e hanno trovato 18 piccoli pianeti delle dimensioni della Terra. Questo è significativo.
"Il nostro nuovo algoritmo aiuta a disegnare un'immagine più realistica della popolazione esopianeta nello spazio."
Michael Hippke, Osservatorio di Sonneberg.
Nel caso in cui tu non abbia familiarità con le tecniche di caccia al pianeta, e in particolare con l'astronave Keplero, ha usato quello che viene chiamato il "metodo di transito" per trovare pianeti. Ogni volta che un pianeta passa davanti alla sua stella, questo si chiama transito. Keplero fu messo a punto per rilevare la caduta della luce delle stelle causata dal transito di un esopianeta.
Il calo della luce delle stelle è minuscolo e molto difficile da rilevare. Ma Keplero fu costruito allo scopo. La navicella spaziale Keplero, in combinazione con osservazioni di follow-up con altri telescopi, potrebbe anche determinare la dimensione del pianeta e persino ottenere un'indicazione della densità del pianeta e di altre caratteristiche.
Gli scienziati sospettavano fortemente che i dati di Keplero non fossero rappresentativi della popolazione di esopianeti a causa della propensione al campionamento. Tutto dipende dalle specifiche di come Keplero utilizza il metodo di transito per trovare esopianeti.
Dato che Keplero ha esaminato oltre 200.000 stelle per rilevare cali nella luce delle stelle causati da transopianeti in transito, gran parte dell'analisi dei dati di Keplero doveva essere effettuata da computer. (Non ci sono abbastanza studenti laureati in astronomia impoveriti nel mondo per fare il lavoro.) Quindi gli scienziati hanno fatto affidamento su algoritmi per combinare i dati di Keplero per i transiti.
"Gli algoritmi di ricerca standard tentano di identificare improvvisi cali di luminosità", spiega il dott. René Heller di MPS, primo autore delle pubblicazioni attuali. “In realtà, tuttavia, un disco stellare appare leggermente più scuro sul bordo rispetto al centro. Quando un pianeta si muove di fronte a una stella, quindi inizialmente blocca meno luce stellare rispetto a metà del transito. Il massimo oscuramento della stella si verifica al centro del transito appena prima che la stella diventi gradualmente più luminosa ”, spiega.
Ecco dove il rilevamento degli esopianeti diventa complicato. Non solo un pianeta più grande provoca un calo di luminosità maggiore di un pianeta più piccolo, ma anche la luminosità di una stella fluttua naturalmente, rendendo i pianeti più piccoli ancora più difficili da rilevare.
Il trucco per Heller e il team di astronomi era quello di sviluppare un algoritmo diverso o forse più "intelligente" che tenga conto della curva della luce di una stella. Per un osservatore come Keplero, il centro della stella è il più luminoso e i pianeti di grandi dimensioni provocano un oscuramento della luce molto distinto e rapido. Ma per quanto riguarda il bordo o l'arto di una stella. Era possibile che i transiti di pianeti più piccoli non venissero rilevati in quella luce più fioca?
Migliorando la sensibilità dell'algoritmo di ricerca, il team è stato in grado di rispondere a questa domanda con un convincente "sì".
"Nella maggior parte dei sistemi planetari che abbiamo studiato, i nuovi pianeti sono i più piccoli."
Kai Rodenbeck, Università di Gottinga, MPS.
"Il nostro nuovo algoritmo aiuta a disegnare un quadro più realistico della popolazione esopianeta nello spazio", riassume Michael Hippke dell'Osservatorio di Sonneberg. "Questo metodo costituisce un significativo passo avanti, soprattutto nella ricerca di pianeti simili alla Terra."
Il risultato? "Nella maggior parte dei sistemi planetari che abbiamo studiato, i nuovi pianeti sono i più piccoli", ha affermato il coautore Kai Rodenbeck dell'Università di Göttingen e l'Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare. Non solo hanno trovato altri 18 pianeti delle dimensioni della Terra, ma hanno trovato il più piccolo esopianeta di sempre, solo il 69% delle dimensioni della Terra. E il più grande dei 18 è appena il doppio della Terra. Ciò è in netto contrasto con la maggior parte degli esopianeti trovati da Keplero, che si trovano nella gamma di dimensioni di Giove e Saturno.
Questi nuovi pianeti non solo sono piccoli, ma sono più vicini alle loro stelle rispetto ai loro fratelli precedentemente scoperti. Quindi non solo il nuovo algoritmo ci fornisce un quadro più accurato delle popolazioni di esopianeti per dimensione, ma ci fornisce anche un quadro più chiaro delle loro orbite.
A causa della loro vicinanza alle loro stelle, la maggior parte di questi pianeti sono bruciatori con temperature superficiali superiori a 100 gradi Celsius e alcuni superiori a 1.000 gradi Celsius. Ma c'è un'eccezione: una di esse orbita attorno a una stella nana rossa e sembra essere nella zona abitabile, dove potrebbe persistere acqua liquida.
Potrebbero esserci più pianeti extrasolari nascosti nei dati di Keplero. Finora, Heller e il suo team hanno usato la loro nuova tecnica solo su alcune delle stelle esaminate da Keplero. Si sono concentrati su poco più di 500 stelle di Keplero che erano già note per ospitare esopianeti. Cosa troveranno se esaminano le altre 200.000 stelle?
È un fatto scientifico che ogni metodo di misurazione di qualcosa ha una propensione al campionamento intrinseco. È uno dei vincoli di qualsiasi studio scientifico. Il team alla base di questo nuovo algoritmo esopianeta riconosce pienamente che il loro metodo può contenere anche un errore di campionamento.
I pianeti più piccoli in orbite più distanti possono avere periodi orbitali molto lunghi. Nel nostro Sistema Solare, Plutone impiega 248 anni per completare un'orbita attorno al Sole. Per rilevare un pianeta del genere, potrebbero essere necessari fino a 248 anni di osservazione prima di rilevare un transito.
Anche così, proiettano che troveranno più di 100 altri pianeti extrasolari terrestri nel resto dei dati di Keplero. Questo è un bel po ', ma potrebbe essere una stima modesta, considerando che i dati di Keplero coprono oltre 200.000 stelle.
La forza del nuovo algoritmo di ricerca si estenderà oltre i dati di Keplero. Secondo il prof. Dr. Laurent Gizon, amministratore delegato dell'MPS, anche le future missioni di caccia al pianeta possono usarlo per perfezionare i loro risultati. "Questo nuovo metodo è anche particolarmente utile per preparare l'imminente missione PLATO (Transiti e oscillazioni di stelle PLA) che sarà lanciata nel 2026 dall'Agenzia spaziale europea", ha affermato il prof. Gizon.
Il team ha pubblicato i loro risultati sulla rivista Astronomy and Astrophysics. Il loro articolo è intitolato "Indagine sui minimi quadrati di transito. II. Scoperta e validazione di 17 nuovi pianeti dalle dimensioni sub-super-terrestri in sistemi multi-pianeta da K2 ".
