Scienziati al MIT e altrove hanno analizzato i dati del K2, la missione successiva al telescopio spaziale Kepler della NASA, e hanno scoperto un tesoro di possibili esopianeti in mezzo a circa 50, 000 stelle.

In un documento che appare online oggi nel Giornale Astronomico , gli scienziati riferiscono della scoperta di quasi 80 nuovi candidati planetari, incluso un particolare straordinario:un probabile pianeta che orbita intorno alla stella HD 73344, che sarebbe il pianeta ospite più luminoso mai scoperto dalla missione K2.

Il pianeta sembra orbitare attorno a HD 73344 ogni 15 giorni, e in base alla quantità di luce che blocca ogni volta che passa davanti alla sua stella, gli scienziati stimano che il pianeta sia circa 2,5 volte più grande della Terra e 10 volte più massiccio. È anche probabile che sia incredibilmente caldo, con una temperatura da qualche parte nell'intervallo 1, 200 a 1, 300 gradi Celsius, o circa 2, 000 gradi Fahrenheit, circa la temperatura della lava di un vulcano in eruzione.

Il pianeta si trova a una distanza relativamente ravvicinata di 35 parsec, o circa 114 anni luce dalla Terra. Data la sua vicinanza e il fatto che orbita attorno a una stella molto luminosa, gli scienziati ritengono che il pianeta sia un candidato ideale per studi di follow-up per determinarne la composizione atmosferica e altre caratteristiche.

"Pensiamo che probabilmente sarebbe più simile a un più piccolo, versione più calda di Urano o Nettuno, "dice Ian Crossfield, un assistente professore di fisica al MIT che ha co-diretto lo studio con lo studente laureato Liang Yu.

La nuova analisi è degna di nota anche per la rapidità con cui è stata eseguita. I ricercatori sono stati in grado di utilizzare gli strumenti esistenti sviluppati al MIT per cercare rapidamente tra i grafici dell'intensità della luce chiamati "curve di luce" da ciascuno dei 50, 000 stelle che K2 ha monitorato nelle sue due recenti campagne di osservazione. Hanno rapidamente identificato i candidati planetari e hanno rilasciato le informazioni alla comunità di astronomia poche settimane dopo che la missione K2 ha reso disponibili i dati grezzi della navicella. Un'analisi tipica di questo tipo richiede tra alcuni mesi e un anno.

Crossfield afferma che una ricerca planetaria così veloce consente agli astronomi di seguire i telescopi terrestri molto prima di quanto farebbero altrimenti, dando loro la possibilità di intravedere i candidati planetari prima che la Terra passi da quel particolare pezzo di cielo nel suo giro intorno al sole.

Tale velocità sarà anche una necessità quando gli scienziati inizieranno a ricevere dati dal Transiting Exoplanet Survey Satellite della NASA, TESS, che è progettato per monitorare le stelle vicine in fasce di 30 giorni e alla fine coprirà quasi l'intero cielo.

"Quando i dati di TESS scendono, ci vorranno alcuni mesi prima che tutte le stelle che TESS ha guardato per quel mese "set" per l'anno, " Dice Crossfield. "Se portiamo rapidamente i candidati alla comunità, tutti possono iniziare subito ad osservare i sistemi scoperti da TESS, e facendo un sacco di grandi scienze planetarie. Quindi questa [analisi] è stata davvero una prova generale per TESS."

Diminuzioni di velocità

Il team ha analizzato i dati della 16a e 17a campagna di osservazione del K2, noto come C16 e C17. Durante ogni campagna, Il K2 osserva una porzione di cielo per 80 giorni. Il telescopio si trova su un'orbita che segue la Terra mentre viaggia intorno al sole. Per la maggior parte delle altre campagne, K2 è stato in un orientamento "controverso", in cui il telescopio osserva quelle stelle che sono essenzialmente nel suo specchietto retrovisore.

Poiché il telescopio viaggia dietro la Terra, quelle stelle che osserva in genere non sono osservabili dagli scienziati fino a quando il pianeta non torna indietro intorno al sole verso quel particolare pezzo di cielo, quasi un anno dopo. Così, per le campagne di retromarcia, Crossfield afferma che c'è stata poca motivazione per analizzare rapidamente i dati K2.

Le campagne C16 e C17, d'altra parte, erano rivolti in avanti; K2 ha osservato quelle stelle che si trovavano di fronte al telescopio e all'interno del campo visivo della Terra, almeno per i prossimi mesi. Crossfield, Yu, e i loro colleghi hanno colto questa opportunità per accelerare la consueta analisi dei dati K2, per dare agli astronomi la possibilità di osservare rapidamente i candidati planetari prima che la Terra li oltrepassi.

Durante C16, K2 osservato 20, 647 stelle in 80 giorni, tra il 7 dicembre, 2017, e 25 febbraio, 2018. Il 28 febbraio, la missione ha diffuso i dati, sotto forma di immagini a livello di pixel, alla comunità astronomica. Yu e Crossfield iniziarono immediatamente a setacciare i dati, utilizzando algoritmi sviluppati al MIT per vagliare il campo da 20, 000-alcune stelle a 1, 000 stelle di interesse.

Il team ha quindi lavorato 24 ore su 24, guardando attraverso questi 1, 000 stelle a occhio per segni di transiti, o cali periodici nella luce delle stelle che potrebbero segnalare un pianeta di passaggio. Alla fine, hanno scoperto 30 pianeti candidati di "alta qualità", le cui firme periodiche sono particolarmente probabili essere causate da pianeti in transito.

"La nostra esperienza con quattro anni di dati K2 ci porta a credere che la maggior parte di questi siano davvero pianeti reali, pronto per essere confermato o validato statisticamente, " scrivono i ricercatori nel loro paper.

Hanno anche identificato un numero simile di pianeti candidati nella recente analisi C17. Oltre a questi candidati planetari, il gruppo ha anche individuato centinaia di segnali periodici che potrebbero essere le firme di fenomeni astrofisici, come stelle pulsanti o rotanti, e almeno una supernova in un'altra galassia.

Stelle a picche

Sebbene la natura di una stella in genere non cambi nel corso di un anno, Crossfield afferma che prima i ricercatori potranno seguire un possibile transito planetario, maggiori sono le possibilità di confermare l'esistenza di un pianeta.

"Vuoi osservare [i candidati] di nuovo relativamente presto in modo da non perdere del tutto il transito, "Dice Crossfield. "Potresti essere in grado di dire, 'So che c'è un pianeta intorno a quella stella, ma non sono più affatto sicuro di quando avverranno i transiti». Questa è un'altra motivazione per seguire queste cose più rapidamente".

Da quando il team ha pubblicato i suoi risultati, gli astronomi hanno convalidato quattro dei candidati come esopianeti definiti. Hanno osservato altri candidati che lo studio ha identificato, compreso il possibile pianeta in orbita attorno a HD 73344. Crossfield dice che la luminosità di questa stella, combinato con la velocità con cui è stato identificato il suo candidato planetario, può aiutare gli astronomi a concentrarsi rapidamente su caratteristiche ancora più specifiche di questo sistema.

"Abbiamo trovato uno dei pianeti più emozionanti che K2 ha trovato in tutta la sua missione, e lo abbiamo fatto più rapidamente di quanto non sia mai stato fatto prima, " Dice Crossfield. "Questo sta mostrando il percorso da seguire per come la missione TESS farà la stessa cosa in picche, per tutto il cielo, per i prossimi anni».

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.