Astrónomos descubren planetas en los últimos días de observaciones de Kepler
Un equipo de astrofísicos y científicos ciudadanos ha identificado lo que pueden ser algunos de los últimos planetas que el telescopio espacial retirado Kepler de la NASA observó durante su misión de casi una década.
Crédito: NASA/JPL-Caltech (K. Walbolt).
El trío de exoplanetas tienen el tamaño de la Tierra y Neptuno y orbitan cerca de sus estrellas.
«Estos son planetas bastante promedio en el gran esquema de las observaciones de Kepler», dijo Elyse Incha, estudiante de último año en la Universidad de Wisconsin-Madison. «Pero son emocionantes porque Kepler los observó durante sus últimos días de operaciones. Muestra lo bueno que era el telescopio espacial en la búsqueda de planetas, incluso al final de su vida».
Kepler se lanzó en marzo de 2009. El objetivo inicial de la misión era monitorear continuamente un trozo de cielo en las constelaciones del norte Cygnus y Lyra. Este largo período de observaciones permitió al telescopio espacial rastrear los cambios en el brillo estelar causados por los planetas que cruzan frente a sus estrellas —eventos llamados tránsitos—.
Después de cuatro años, el telescopio había observado más de 150.000 estrellas e identificado miles de potenciales exoplanetas. Fue la primera misión de la NASA en encontrar un mundo del tamaño de la Tierra orbitando dentro de la zona habitable de su estrella, el rango de distancias donde podría existir agua líquida en la superficie de un planeta.
En 2014, la nave espacial experimentó problemas mecánicos que detuvieron temporalmente las observaciones. El equipo de Kepler ideó una solución que le permitió reanudar las operaciones, cambiando su campo de visión aproximadamente cada tres meses, un período llamado campaña. Esta misión renovada, llamada K2, duró otros cuatro años y examinó más de 500.000 estrellas.
Cuando Kepler se retiró en octubre de 2018, había ayudado al descubrimiento de más de 2600 exoplanetas confirmados y muchos más candidatos.
Científicos ciudadanos
La campaña final de K2, la número 19, duró solo un mes. Cuando la nave espacial comenzó a quedarse sin combustible de control de orientación, no pudo mantener su posición el tiempo suficiente para recopilar observaciones útiles. Al final, los astrónomos solo tuvieron alrededor de siete días de datos de alta calidad de la Campaña 19.
Incha y su equipo trabajaron con Visual Survey Group, una colaboración entre científicos ciudadanos y astrónomos profesionales, para escanear este conjunto de datos en busca de exoplanetas. Los científicos ciudadanos buscaron señales de mundos en tránsito en todas las curvas de luz de la Campaña 19, que registran cómo las estrellas monitoreadas se iluminaron o atenuaron.
«Las personas que realizan sondeos visuales (mirando los datos a simple vista) pueden detectar patrones novedosos en las curvas de luz y encontrar objetos únicos que son difíciles de detectar para las búsquedas automáticas. E incluso nosotros no podemos atraparlos a todos», dijo Tom Jacobs, ex oficial de la Marina de los EE.UU. y miembro del equipo del Visual Survey Group. «He inspeccionado visualmente las observaciones completas de K2 tres veces, y todavía hay descubrimientos que esperan ser encontrados».
Jacobs y otros identificaron un tránsito para cada uno de los tres candidatos a planeta —cada uno orbitando una estrella diferente— en el conjunto de datos de alta calidad.
Uno de los exoplanetas identificados tiene el tamaño de Neptuno. Crédito: MysteryPlanet.com.ar.
Después de su descubrimiento inicial, Incha y su equipo también regresaron y observaron los datos de menor calidad del resto de la Campaña 19 y hallaron un tránsito adicional en cada una de dos de las tres estrellas marcadas en la búsqueda visual.
«Los segundos tránsitos de esos dos candidatos a planeta nos ayudaron a confirmar el hallazgo», dijo Andrew Vanderburg, profesor asistente de física en el Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge. «Nadie había encontrado planetas en este conjunto de datos antes, pero nuestra colaboración pudo encontrar tres. Y realmente estamos presionando contra los últimos días, los últimos minutos, de observaciones recopiladas por Kepler».
Usando la información de tránsito, Incha y su equipo calcularon los tamaños potenciales y los períodos orbitales de los mundos. El planeta más pequeño, K2-416 b, tiene unas 2,6 veces el tamaño de la Tierra y orbita alrededor de su estrella enana roja cada 13 días. K2-417 b, un poco más de tres veces el tamaño de la Tierra, también orbita una estrella enana roja pero completa una órbita cada 6,5 días. El último planeta no confirmado, EPIC 246251988 b, tiene casi cuatro veces el tamaño de la Tierra y orbita su estrella similar al Sol en unos 10 días.
La población de exoplanetas en tránsito conocidos en comparación con K2-416 b, K2-417 b y EPIC 246251988 b. Los dos primeros planetas toman su nombre de la era K2 de la misión, el último del Catálogo de entrada del plano de la eclíptica (EPIC) de estrellas en los campos K2.
Confirmado por TESS
El Satélite de Sondeo de Exoplanetas en Tránsito (TESS) de la NASA, que se lanzó en abril de 2018, también utiliza el método de tránsito, examinando grandes franjas de cielo a la vez. Durante agosto y septiembre de 2021, TESS observó la porción de espacio que contiene los tres nuevos planetas Kepler. Los astrónomos pudieron detectar dos tránsitos potenciales más para K2-417 b.
«En muchos sentidos, Kepler pasó la antorcha de la búsqueda de planetas a TESS», comentó Knicole Colón, científica del proyecto TESS en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, quien trabajó en la misión Kepler durante varios años. «El conjunto de datos de Kepler sigue siendo un tesoro para los astrónomos, y TESS nos ayuda a darnos nuevos conocimientos sobre sus descubrimientos».
Un artículo sobre el trío planetario hallado por Incha y su equipo se publicó en la edición del 30 de mayo de 2023 de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
