La exploración de los datos de Kepler conduce a la aparición de un gemelo cerca de Júpiter

La nave espacial Kepler de búsqueda de planetas de la NASA se desactivó en noviembre de 2018, casi diez años después de su lanzamiento. La misión descubrió más de 5000 exoplanetas candidatos y 2662 exoplanetas confirmados utilizando el método de tránsito. Pero los científicos aún están trabajando con todos los datos de Kepler, con la esperanza de revelar más planetas en las observaciones.

Un equipo de investigadores anunció el descubrimiento de otro planeta en los datos de Kepler, y este planeta es casi un gemelo de Júpiter.

El planeta se llama K2-2016-BLG-0005Lb (lo siento) y está a 17 000 años luz de distancia. Eso es casi el doble que el próximo planeta descubierto por Kepler. Su masa es aproximadamente idéntica a la de Júpiter, y orbita su estrella a la misma distancia que Júpiter orbita alrededor del sol. Los astrónomos encontraron el mundo en los datos de Kepler de 2016.

Kepler encontró planetas usando Método de tiempo de tránsito. Pero ella descubrió esto de manera diferente. Me basé en una de las predicciones de Einstein. Que los objetos extremadamente masivos tienen una gravedad tan fuerte que pueden desviar la luz. se llama microgravedad.

«La probabilidad de que una estrella de fondo se vea afectada de esta manera por un planeta es de decenas a cientos de millones a uno».

Dr.. Eamonn Kerns, investigador principal del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología.

Una nueva investigación titulada «Kepler K2 Campaign 9: II. First astronomical discovery of an exoplanet using microlensing» presenta este descubrimiento. Está disponible en línea en el sitio de preimpresión arxiv.org y aún no ha sido revisado por pares. El autor principal es Ph.D. Estudiante David Specht de la Universidad de Manchester.

Las posibilidades de descubrir exoplanetas gravitacionalmente de lente fina aumentaron entre abril y julio de 2016 cuando Kepler observaba millones de estrellas hacia el centro de la Vía Láctea. En la técnica de microlente, los astrónomos observan la luz de una estrella de fondo doblada por la masa de un exoplaneta en primer plano. No fue fácil de hacer; Requiere una cuidadosa alineación del fondo y del primer plano desde el punto de vista de Kepler.

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«Ver el impacto requeriría una alineación casi perfecta entre el sistema planetario de primer plano y la estrella de fondo», dijo el Dr. Eamonn Kearns, investigador principal en la subvención del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (STFC) que financió la investigación. «La probabilidad de que una estrella de fondo se vea afectada de esta manera por un planeta es de decenas a cientos de millones a uno. Pero hay cientos de millones de estrellas hacia el centro de nuestra galaxia. Así que Kepler se sentó y las observó durante tres meses».

El año pasado, un equipo de investigadores Desarrollar un nuevo algoritmo Para buscar candidatos de lentes finas en los datos de Kepler. Algunos de esos mismos investigadores están detrás de este nuevo estudio. Los investigadores desarrollaron el algoritmo para buscar candidatos a planetas que flotan libremente. Encontraron cinco nuevos candidatos, incluido uno que es «… un evento binario de tránsito cáustico, consistente con un planeta unido», dijo ese estudio.

Este esfuerzo amplió las capacidades de los datos de Kepler, aunque la NASA no diseñó explícitamente la misión exacta de la lente. «Incluso con un telescopio espacial no diseñado para estudios con lentes finas, este resultado destaca las ventajas de la detección con lentes finas de exoplanetas que provienen de un posible muestreo temporal continuo de alto tempo desde el espacio», escriben los autores del nuevo estudio.

Un estudio de 2021 «solo» encontró uno de los exoplanetas candidatos, y este nuevo estudio confirma su nominación. Pero en la ciencia, cada planeta es un punto de datos que les dice algo a los científicos, ahora o en el futuro.

La imagen de la izquierda es una imagen de Kepler con el K2-2016-BLG-0005Lb en un círculo rojo. La imagen de la derecha es una imagen del telescopio Canadá-Francia-Hawaii de la misma región, con un exoplaneta en el círculo rojo. K2-2016-BLG-0005Lb es casi idéntico a Júpiter en términos de masa y distancia de su estrella. Fue descubierto por astrónomos utilizando datos obtenidos en 2016 por el telescopio espacial Kepler de la NASA. El sistema de exoplanetas es el doble de la distancia vista anteriormente por Kepler, que encontró más de 2700 planetas confirmados antes de que se detuvieran las operaciones en 2018. Crédito de la imagen: Specht et al. 2022.

Cinco estudios terrestres también observaron la misma región del cielo que Kepler entre abril y julio de 2016. Kepler vio las anomalías de la lente diminuta antes que ellos porque Kepler está más cerca de más de 100 millones de kilómetros. Este retraso permitió a los investigadores tener una mejor idea de lo que vieron y dónde estaban mirando.

«La diferencia en el punto de vista entre Kepler y los observadores aquí en la Tierra nos permitió ubicar el sistema planetario a lo largo de nuestra línea de visión», dijo el Dr. Kearns. El punto distintivo de Kepler sobre la atmósfera de la Tierra también permitió una observación continua.

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«Kepler también pudo observar sin interrupción por el clima o la luz del día, lo que nos permitió determinar con precisión la masa de un exoplaneta y su distancia orbital desde su estrella anfitriona», dijo el Dr. Kearns. «Básicamente es el gemelo idéntico de Júpiter en términos de su masa y posición con respecto al Sol, que es aproximadamente el 60% de la masa de nuestro Sol».

Esta figura del estudio muestra los datos fotométricos de Kepler para el exoplaneta descubierto K2-2016-BLG-0005Lb.  La zona de tránsito cáustico es claramente visible y bien muestreada entre ??  ?  ?  2,450000 = 7515 y 7519. Crédito de la imagen: Specht et al.  2022.
Esta figura del estudio muestra los datos fotométricos de Kepler para el exoplaneta descubierto K2-2016-BLG-0005Lb. La zona de tránsito cáustico es claramente visible y bien muestreada entre ?? ? ? 2,450000 = 7515 y 7519. Crédito de la imagen: Specht et al. 2022.

Este estudio destaca la creciente importancia de la lente de microgravedad en la ciencia de los exoplanetas. «La microlente sigue siendo el método principal para detectar exoplanetas fríos y de baja masa, incluidos los que se encuentran fuera de la línea de nieve», escribieron los autores. El método de tránsito tiene un sesgo de muestreo interno: es más probable que detecte planetas gigantes cerca de estrellas grandes porque la señal que bloquea la luz es más poderosa. El método de tránsito tiene dificultades para identificar planetas en órbitas más amplias porque pueden pasar cientos de años antes de que se produzcan tránsitos múltiples, y los astrónomos necesitan tránsitos múltiples para confirmar exoplanetas candidatos. Una lente de microgravedad no tiene las mismas limitaciones.

Pero el descubrimiento de planetas como 2-2016-BLG-0005Lb fuera de la línea de nieve del sistema solar es esencial para desarrollar nuestra comprensión de la arquitectura del sistema solar y fortalecer nuestras teorías sobre la formación de planetas. El pensamiento actual muestra que los planetas de gran masa se forman por acreción primaria más allá de la línea de nieve y luego migran hacia el interior de la estrella. (Aunque algunos pueden formado debido a la inestabilidad de la gravedad.Es posible que Júpiter lo hiciera, y aunque Júpiter finalmente se asentó en su órbita más allá de la línea de nieve, otros planetas podrían no hacerlo. Este proceso explica la gran cantidad de Júpiter calientes en la base de datos de exoplanetas.

Esta imagen muestra la impresión de un artista de 10 exoplanetas calientes de Júpiter estudiados con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer.  Los astrónomos creen que alrededor del 10% de los exoplanetas son exoplanetas calientes, pero se detectan más fácilmente.  (Los colores son solo para ilustración). Crédito de la imagen: por ESA/Hubble, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45642004
Esta imagen muestra la impresión de un artista de 10 exoplanetas calientes de Júpiter estudiados con los telescopios espaciales Hubble y Spitzer. Los astrónomos creen que alrededor del 10% de los exoplanetas son exoplanetas calientes, pero se detectan más fácilmente. (Los colores son solo para ilustración). Crédito de la imagen: por ESA/Hubble, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45642004

«Las simulaciones también indican que los planetas de menor masa deberían existir en grandes cantidades fuera de la línea de nieve, pero estos no suelen migrar desde la órbita de su formación», escribieron los autores. «Al investigar
La demografía de los exoplanetas fríos y de baja masa, para que podamos probar las predicciones de formación planetaria directamente, sin tener que considerar dinámicas de migración complejas. «

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Los astrónomos han demostrado que una microlente gravitacional puede detectar exoplanetas distantes, pero no tendrán que depender de los datos antiguos de Kepler para usar esta técnica. El Telescopio Romano Nancy Grace de la NASA debería descubrir miles de exoplanetas usando microgravedad. Un estudio demostró que se puede detectar más de 100.000 Quiénes son.

«Los romanos encontrarán planetas en otras categorías poco estudiadas», dice la NASA. «La microlente es más adecuada para encontrar mundos desde la zona habitable de su estrella y más lejos. Esto incluye gigantes de hielo, como Urano y Neptuno en nuestro sistema solar», explica el sitio web del Telescopio Espacial Romano de la NASA. Cierta evidencia muestra que los gigantes de hielo son el tipo de exoplaneta más común en la galaxia, lo que hace que nuestro Sistema Solar sea algo extraño con solo dos de ellos. «Roman pondrá a prueba esta teoría y nos ayudará a obtener una mejor comprensión de las características de los planetas más extendidos».

Roman estará observando el centro de la galaxia, una región llena de estrellas. Cuantas más estrellas se vean, más probable es ver eventos de lente diminuta.

La misión Euclid de la Agencia Espacial Europea también utilizará tecnología de microgravedad. Su misión principal es estudiar la materia oscura, la energía oscura y la expansión del universo. Pero también puede detectar exoplanetas. Euclid y Roman están diseñados para complementarse entre sí, así que quién sabe exactamente qué podríamos aprender de ellos.

El Dr. Kerns es vicepresidente del Grupo de trabajo científico de exoplanetas Euclid de la ESA. «Kepler nunca fue diseñado para encontrar planetas utilizando la microlente, por lo que, en muchos sentidos, es sorprendente que lo hiciera. Por otro lado, Roman y Euclid serán mejorados para este tipo de trabajo. Podrán completar el censo de planetas que inició Kepler».

«Aprenderemos cómo es típica la estructura de nuestro sistema solar. Los datos también nos permitirán probar nuestras ideas sobre cómo se forman los planetas. Este es el comienzo de un nuevo y emocionante capítulo en nuestra búsqueda de otros mundos».

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