Ostatnie obserwacje teleskopu Keplera2023-06-02.
Zespół naukowców i amatorów astronomii odkrył być może ostatnie egzoplanety, które obserwował Kepler, zanim został wyłączony.
Potwierdzono istnienie ponad 5000 egzoplanet. Ponad połowa z nich została odkryta przez Kosmiczny Teleskop Keplera, obserwatorium, które znacznie wyprzedziło swoją pierwotnie zaplanowaną misję. Przez dziewięć i pół roku sonda kosmiczna podążała za Ziemią, skanując niebo w poszukiwaniu okresowych spadków światła gwiazd, które mogłyby sygnalizować obecność planety przechodzącej przed swoją gwiazdą.
W swoich ostatnich dniach teleskop nadal rejestrował jasność gwiazd, ponieważ kończyło mu się paliwo. 30 października 2018 roku, gdy zbiorniki paliwa się wyczerpały, statek kosmiczny został oficjalnie wycofany.
Teraz astronomowie z MIT i Uniwersytetu Wisconsin w Madison, z pomocą naukowców amatorów, odkryli być może ostatnie planety, na które spoglądał Kepler przed wyłączeniem.
Zespół przeszukał wysokiej jakości dane z ostatniego tygodnia pracy teleskopu i zauważył trzy gwiazdy w tej samej części nieba, które na krótko przygasły. Naukowcy ustalili, że dwie z gwiazd mają planetę, a trzecia posiada kandydatkę na planetę, która nie została jeszcze zweryfikowana.
Dwie potwierdzone planety to K2-416 b, 2,6 razy większa od Ziemi planeta okrążająca swoją gwiazdę co około 13 dni, oraz K2-417 b, nieco ponad trzy razy większa od Ziemi, okrążająca swoją gwiazdę co 6,5 dnia. Ze względu na swój rozmiar i bliskość gwiazdy, obie planety są uważane za „gorące mini-Neptuny”. Znajdują się one około 400 lat świetlnych od Ziemi.
Kandydatką na planetę jest EPIC 246251988 b – największy z trzech światów, prawie czterokrotnie większy od Ziemi. Ten kandydat wielkości Neptuna okrąża swoją gwiazdę w około 10 dni i znajduje się nieco dalej, 1200 lat świetlnych od Ziemi.
Znaleźliśmy prawdopodobnie ostatnie planety odkryte przez Keplera, w danych pobranych, gdy statek kosmiczny dosłownie pracował na oparach – powiedział Andrew Vanderburg, adiunkt fizyki w Instytucie Astrofizyki i Badań Kosmicznych MIT. Planety same w sobie nie są szczególnie niezwykłe, ale ich nietypowe odkrycie i historyczne znaczenie sprawiają, że są interesujące.
Zespół opublikował swoje odkrycie 30 maja 2023 roku w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Współautorami odkrycia Vanderburga są Elyse Incha z Uniwersytetu Wisconsin w Madison oraz miłośnicy astronomii Tom Jacobs i Daryll LaCourse, a także naukowcy z NASA, Centrum Astrofizyki Harvardu i Smithsonian oraz Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill.
Wyciskanie danych
W 2009 roku NASA wystrzeliła w kosmos teleskop Keplera, który podążał za Ziemią i stale monitorował miliony gwiazd na niebie północnym. W ciągu czterech lat teleskop zarejestrował jasność ponad 150 000 gwiazd, co posłużyło astronomom do odkrycia tysięcy możliwych planet poza naszym Układem Słonecznym.
Kepler prowadził obserwacje przez kolejne trzy i pół roku, aż do maja 2013 roku, kiedy to zawiodło drugie z czterech kół reakcyjnych. Koła służyły jako żyroskopy statku kosmicznego, pomagając utrzymać teleskop skierowany w określony punkt na niebie. Obserwacje Keplera zostały wstrzymane, podczas gdy naukowcy szukali rozwiązania.
Rok później Kepler ponownie rozpoczął obserwacje jako „K2”, przerobiona misja, która wykorzystywała wiatr słoneczny do zrównoważenia niestabilnego statku kosmicznego w sposób, który utrzymywał teleskop względnie stabilny przez kilka miesięcy – okres zwany kampanią. K2 kontynuował misję przez kolejne cztery lata, obserwując ponad pół miliona gwiazd, zanim w końcu skończyło mu się paliwo podczas 19. kampanii. Dane z tej ostatniej kampanii obejmowały tylko tydzień wysokiej jakości obserwacji i kolejne 10 dni zaszumionych pomiarów, ponieważ sonda szybko traciła paliwo.
Byliśmy ciekawi, czy uda nam się wydobyć coś użytecznego z tego krótkiego zbioru danych – powiedział Vanderburg. Staraliśmy się sprawdzić, jakie informacje możemy z niego wyciągnąć.
Na oko
Vanderburg i Incha przedstawili wyzwanie Visual Survey Group, zespołowi miłośników astronomii i profesjonalistów, którzy polują na egzoplanety w danych z satelity. Przeszukują oni tysiące zarejestrowanych krzywych blasku każdej gwiazdy, szukając charakterystycznych spadków jasności, które sygnalizują tranzyt planety przed tarczą gwiazdy.
Naukowcy amatorzy są szczególnie przydatni do przeczesywania krótkich zbiorów danych, takich jak ostatnia kampania K2.
Mogą odróżnić tranzyty od innych dziwnych rzeczy, takich jak usterka instrumentu – powiedział Vanderburg. Jest to pomocne zwłaszcza wtedy, gdy jakość danych zaczyna spadać, tak jak miało to miejsce w przypadku ostatniego fragmentu danych K2.
Astronomowie spędzili kilka dni na efektywnym przeglądaniu krzywych blasku, które Kepler zarejestrował z około 33 000 gwiazd. Zespół pracował tylko z tygodniowymi danymi wysokiej jakości z teleskopu, zanim ten zaczął tracić paliwo i ostrość. Nawet w tym krótkim oknie danych zespół był w stanie dostrzec pojedynczy tranzyt trzech różnych gwiazd.
Następnie Incha i Vanderburg przyjrzeli się ostatnim obserwacjom o niższej jakości z teleskopu, wykonanym w ciągu ostatnich 11 dni jego działania, aby sprawdzić, czy uda im się dostrzec dodatkowe tranzyty przy tych samych trzech gwiazdach – dowód na to, że planeta okresowo okrąża swoją gwiazdę.
Podczas tego 11-dniowego okresu, gdy statek kosmiczny tracił paliwo, jego silniki odrzutowe pracowały bardziej nieregularnie, powodując dryfowanie obrazu teleskopu. W swojej analizie zespół skupił się na obszarze krzywych blasku każdej gwiazdy pomiędzy aktywnością pędników, aby sprawdzić, czy uda im się dostrzec dodatkowe tranzyty w tych mniej zaszumionych momentach.
Poszukiwania te ujawniły drugi tranzyt K2-416 b i K2-417 b, potwierdzając, że każda z nich posiada planetę. Zespół wykrył również podobny spadek jasności dla K2-417 b w danych pobranych dla tej samej gwiazdy przez Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Dane z TESS pomogły potwierdzić kandydata na planetę wokół tej gwiazdy.
Te dwa obiekty to bez wątpienia planety – powiedziała Incha. Kontynuowaliśmy również obserwacje naziemne, aby wykluczyć wszelkiego rodzaju fałszywie pozytywne scenariusze dla nich, w tym interferencję gwiazd tła i blisko położone gwiezdne układy podwójne.
Są to ostatnie chronologicznie zaobserwowane przez Keplera planety, ale każdy fragment danych z teleskopu jest niezwykle przydatny – powiedziała Incha. Chcemy mieć pewność, że żadne z tych danych nie pójdą na marne, ponieważ wciąż pozostaje wiele do odkrycia.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
MIT
Uranialustracja przedstawia Kosmiczny Teleskop Keplera, który przeszedł na emeryturę w październiku 2018 r., oraz trzy planety odkryte w ostatnich dniach zbierania przez niego danych. Źródło: Jet Propulsion Laboratory NASA
https://agnieszkaveganowak.blogspot.com ... plera.html
