Borgerforskere finder en ny verden med NASA-teleskop

Ved at bruge data fra NASAs Kepler-rumteleskop, borgerforskere har opdaget en planet, der er omtrent dobbelt så stor som Jorden, beliggende inden for dens stjernes beboelige zone, rækken af ​​kredsløbsafstande, hvor flydende vand kan eksistere på planetens overflade. Den nye verden, kendt som K2-288Bb, kunne være stenet eller kunne være en gasrig planet, der ligner Neptun. Dens størrelse er sjælden blandt exoplaneter - planeter uden for vores solsystem.

"Det er en meget spændende opdagelse på grund af, hvordan den blev fundet, dens tempererede kredsløb, og fordi planeter af denne størrelse synes at være relativt usædvanlige, " sagde Adina Feinstein, en kandidatstuderende fra University of Chicago, der diskuterede opdagelsen i mandags, 7. januar, ved det 233. møde i American Astronomical Society i Seattle. Hun er også hovedforfatter på et papir, der beskriver den nye planet, der er godkendt til offentliggørelse af Astronomisk Tidsskrift .

Beliggende 226 lysår væk i stjernebilledet Tyren, planeten ligger i et stjernesystem kendt som K2-288, som indeholder et par dim, kølige stjerner af M-typen adskilt af omkring 5,1 milliarder miles (8,2 milliarder kilometer) - omtrent seks gange afstanden mellem Saturn og Solen. Den lysere stjerne er omkring halvt så massiv og stor som Solen, mens dens ledsager er omkring en tredjedel af Solens masse og størrelse. Den nye planet, K2-288Bb, kredser om de mindre, lysdæmper stjerne hver 31,3 dag.

I 2017 Feinstein og Makennah Bristow, en bachelorstuderende ved University of North Carolina Asheville, arbejdet som praktikanter hos Joshua Schlieder, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. De søgte Kepler-data for beviser på transit, den regelmæssige dæmpning af en stjerne, når en planet i kredsløb bevæger sig hen over stjernens ansigt.

Undersøgelse af data fra den fjerde observationskampagne af Keplers K2-mission, holdet bemærkede to sandsynlige planetariske transitter i systemet. Men videnskabsmænd kræver en tredje transit, før de hævder opdagelsen af ​​en kandidatplanet, og der var ikke et tredje signal i de observationer, de gennemgik.

Som det viste sig, selvom, holdet analyserede faktisk ikke alle dataene.

I Keplers K2-tilstand, som løb fra 2014 til 2018, rumfartøjet flyttede sig til at pege på en ny plet af himlen i starten af ​​hver tre måneders observationskampagne. Astronomer var oprindeligt bekymrede for, at denne omplacering ville forårsage systematiske fejl i målinger.

"Re-orientering af Kepler i forhold til Solen forårsagede minimale ændringer i teleskopets form og temperaturen på elektronikken, hvilket uundgåeligt påvirkede Keplers følsomme målinger i de første dage af hver kampagne, " sagde medforfatter Geert Barentsen, en astrofysiker ved NASAs Ames Research Center i Californiens Silicon Valley og direktøren for gæsteobservatørkontoret for Kepler- og K2-missionerne.

For at håndtere dette, tidlige versioner af softwaren, der blev brugt til at forberede dataene til planetfindingsanalyse, ignorerede simpelthen de første par dages observationer - og det var her den tredje transit gemte sig.

Efterhånden som videnskabsmænd lærte at korrigere for disse systematiske fejl, dette trimningstrin blev elimineret - men de tidlige K2-data, som Barstow studerede, var blevet klippet.

"Vi kørte til sidst alle data fra de tidlige kampagner gennem den modificerede software og kørte derefter planetsøgningen igen for at få en liste over kandidater, men disse kandidater blev aldrig helt visuelt inspiceret, " forklarede Schlieder, medforfatter til papiret. "Inspicering, eller undersøgelse, transitter med det menneskelige øje er afgørende, fordi støj og andre astrofysiske begivenheder kan efterligne transitter."

I stedet, de genbehandlede data blev sendt direkte til Exoplanet Explorers, et projekt, hvor offentligheden søger i Keplers K2-observationer for at lokalisere nye transitplaneter. I maj 2017 frivillige lagde mærke til den tredje transit og begyndte en spændt diskussion om, hvad man dengang troede var en kandidat på størrelse med jorden i systemet, som fangede Feinsteins og hendes kollegers opmærksomhed.

"Det var sådan, vi savnede det - og det krævede borgerforskeres skarpe øjne at gøre dette ekstremt værdifulde fund og henvise os til det, " sagde Feinstein.

Holdet begyndte opfølgende observationer ved hjælp af NASAs Spitzer Space Telescope, Keck II-teleskopet ved W. M. Keck Observatory og NASA's Infrared Telescope Facility (de to sidstnævnte på Hawaii), og undersøgte også data fra ESA's (European Space Agency's) Gaia-mission.

Estimeret til at være omkring 1,9 gange Jordens størrelse, K2-288Bb er halvt så stor som Neptun. Dette placerer planeten i en nyligt opdaget kategori kaldet Fulton-gabet, eller radiusgab. Blandt planeter, der kredser tæt på deres stjerner, der er en mærkelig mangel på verdener mellem omkring 1,5 og to gange Jordens størrelse. Dette er sandsynligvis resultatet af intenst stjernelys, der bryder atmosfæriske molekyler op og eroderer atmosfæren på nogle planeter over tid, efterlader to befolkninger. Da K2-288Bb's radius placerer den i dette mellemrum, det kan give et casestudie af planetarisk udvikling inden for dette størrelsesområde.

Den 30. okt. 2018, Kepler løb tør for brændstof og afsluttede sin mission efter ni år, hvor den opdagede 2, 600 bekræftede planeter omkring andre stjerner - hovedparten af ​​de nu kendte - sammen med tusindvis af yderligere kandidater, som astronomer arbejder på at bekræfte. Og mens NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite er den nyeste rumbaserede planetjæger, denne nye opdagelse viser, at flere opdagelser venter videnskabsmænd i Kepler-data.