Ученые из Массачусетского технологического института и других стран проанализировали данные от K2, последующей миссии на Космическом телескопе NASA Kepler, и обнаружили множество возможных экзопланет среди около 50 000 звезд.
В статье, опубликованной сегодня в «Астрономическом журнале» , ученые сообщают об открытии почти 80 новых кандидатов на планету, в том числе особую роль: вероятную планету, которая вращается вокруг звезды HD 73344, которая была бы самым ярким планетным хостом, когда-либо обнаруженным K2.
По прогнозам ученых, планета, по прогнозам, планирует на орбиту HD 73344 каждые 15 дней, и, исходя из количества света, которое он блокирует каждый раз, когда он проходит перед своей звездой, ученые считают, что планета примерно в 2,5 раза больше, чем Земля, и в 10 раз больше , Это также, вероятно, невероятно жарко, с температурой где-то в диапазоне от 1200 до 1300 градусов Цельсия или около 2000 градусов по Фаренгейту - о температуре лавы от извергающегося вулкана.
Планета находится на относительно близком расстоянии 35 парсеков, или около 114 световых лет от Земли. Учитывая его близость и тот факт, что он вращается вокруг очень яркой звезды, ученые считают, что планета является идеальным кандидатом для последующих исследований, чтобы определить его состав атмосферы и другие характеристики.
«Мы думаем, что это, скорее всего, больше похоже на более мелкую, более горячую версию Урана или Нептуна», - говорит Иэн Кроссфилд, доцент физики в Массачусетском технологическом институте, который возглавлял исследование с аспирантом Лян Юй.
Новый анализ также примечателен скоростью, с которой он был выполнен. Исследователи смогли использовать существующие инструменты, разработанные в Массачусетском технологическом институте, для быстрого поиска по графикам интенсивности света, называемым «световые кривые» от каждой из 50 000 звезд, которые K2 контролировала в своих двух недавних кампаниях по наблюдению. Они быстро определили кандидатов на планету и опубликовали эту информацию в сообществе астрономии через несколько недель после того, как миссия K2 предоставила необработанные данные космического корабля. Типичный анализ такого рода занимает от нескольких месяцев до года.
Кроссфилд говорит, что такой быстрый поиск планет позволяет астрономам следить за наземными телескопами гораздо раньше, чем они в противном случае, давая им возможность увидеть проблеск планетарных кандидатов, прежде чем Земля пройдет мимо этого конкретного участка неба на своем пути солнце.
Такая скорость также будет необходима, когда ученые начнут получать данные от NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, который предназначен для наблюдения за соседними звездами в 30-дневных рядах и в конечном итоге охватит почти все небо.
«Когда данные TESS упадут, за несколько месяцев до появления всех звезд, которые TESS смотрел в течение этого месяца, установленного за год», говорит Кроссфилд. «Если мы быстро получим кандидатов в сообщество, каждый может сразу же начать наблюдение за системами, открытыми TESS, и делать много отличной планетарной науки. Таким образом, этот [анализ] был действительно генеральной репетицией для TESS».
Скорость провалов
Группа проанализировала данные 16-й и 17-й наблюдательных кампаний K2, известных как C16 и C17. Во время каждой кампании K2 наблюдает один патч неба в течение 80 дней. Телескоп находится на орбите, которая трогает Землю, когда она путешествует вокруг Солнца. Для большинства других кампаний K2 находится в ориентации «сзади», в которой телескоп наблюдает за теми звездами, которые по существу находятся в зеркале заднего вида.
Поскольку телескоп перемещается за Землю, те звезды, которые он наблюдает, обычно не наблюдаются учеными, пока планета не крутится вокруг Солнца к этому частному небу, почти год спустя. Таким образом, для кампаний с обратной стороны Crossfield говорит, что было мало стимулов для анализа данных K2 быстро.
С другой стороны, кампании C16 и C17 были направлены вперед; K2 наблюдали те звезды, которые были перед телескопом и в поле зрения Земли, по крайней мере, в течение следующих нескольких месяцев. Crossfield, Yu и их коллеги восприняли это как возможность ускорить обычный анализ данных K2, чтобы дать астрономам возможность быстро наблюдать за планетарными кандидатами до того, как Земля прошла мимо них.
Во время C16 K2 наблюдала 20 647 звезд в течение 80 дней, между 7 декабря 2017 года и 25 февраля 2018 года. 28 февраля миссия выпустила данные в виде изображений на уровне пикселей для сообщества астрономии. Ю и Кроссфилд сразу же начали просеивать данные, используя алгоритмы, разработанные в Массачусетском технологическом институте, чтобы развернуть поле с 20 000 до нескольких звезд до 1000 звезд.
Затем команда работала круглосуточно, просматривая эти 1000 звезд глазами для признаков транзита или периодических провалов в звездном свете, которые могли сигнализировать о проходящей планете. В конце концов, они обнаружили 30 «самых качественных» кандидатов на планету, чьи периодические подписи особенно вероятно вызваны транзитом планет.
«Наш опыт с четырьмя годами данных K2 заставляет нас поверить, что большинство из них действительно настоящие планеты, готовые быть подтвержденными или статистически подтвержденными», - пишут исследователи в своей статье.
Они также идентифицировали аналогичное число кандидатов в планету в недавнем анализе C17. В дополнение к этим планетарным кандидатам группа также выбрала сотни периодических сигналов, которые могли бы быть сигнатурами астрофизических явлений, таких как пульсирующие или вращающиеся звезды, и по крайней мере одна сверхновая в другой галактике.
Звезды в пиках
Хотя природа звезды обычно не меняется в течение года, Кроссфилд говорит, что чем скорее исследователи смогут следить за возможным планетарным транзитом, тем больше вероятность того, что планета действительно существует.
«Вы хотите наблюдать [кандидатов] снова относительно скоро, так что вы вообще не потеряете транзит», - говорит Кроссфилд. «Вы могли бы сказать:« Я знаю, что вокруг этой звезды есть планета, но я уже не знаю, когда произойдет транзит ». Это еще одна мотивация для того, чтобы следить за этим быстрее ».
Поскольку команда опубликовала свои результаты, астрономы утвердили четыре кандидата в качестве определенных экзопланет. Они наблюдали других кандидатов, которых выявило исследование, в том числе возможная планета, вращающаяся по орбите HD 73344. Crossfield говорит, что яркость этой звезды в сочетании со скоростью, с которой был идентифицирован ее планетарный кандидат, может помочь астрономам быстро обнулить все более специфические особенности этой системы.
«Мы нашли одну из самых захватывающих планет, которую K2 нашел во всей своей миссии, и мы сделали это быстрее, чем все, что было сделано раньше», - говорит Кроссфилд. «Это показывает путь вперед в отношении того, как миссия TESS будет делать то же самое в лопатах, по всему небу, в течение следующих нескольких лет».
Это исследование было частично поддержано НАСА и Национальным научным фондом.
