Los científicos que trabajan con datos de la misión Kepler han descubierto otros 18 mundos del tamaño de la Tierra. El equipo utilizó un método más nuevo y más estricto para revisar los datos para encontrar estos planetas. Entre los 18 se encuentra el exoplaneta más pequeño que se haya encontrado.
La misión Kepler tuvo mucho éxito y ahora conocemos más de 4,000 exoplanetas en sistemas solares distantes. Pero hay un error de muestreo comprendido en los datos de Kepler: fue más fácil para la nave espacial encontrar planetas grandes que pequeños. La mayoría de los exoplanetas de Kepler son mundos enormes, cercanos en tamaño a los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno.
Es fácil entender por qué esto es así. Obviamente, los objetos más grandes son más fáciles de encontrar que los más pequeños. Pero un equipo de científicos en Alemania ha desarrollado una manera de rastrear los datos de Kepler y han encontrado 18 planetas pequeños del tamaño de la Tierra. Esto es significativo
"Nuestro nuevo algoritmo ayuda a dibujar una imagen más realista de la población de exoplanetas en el espacio".
Michael Hippke, Observatorio de Sonneberg.
En caso de que no esté familiarizado con las técnicas de caza de planetas, y la nave espacial Kepler específicamente, utilizó lo que se llama el "método de tránsito" para encontrar planetas. Cada vez que un planeta pasa frente a su estrella, eso se llama tránsito. Kepler fue afinado para detectar la caída de la luz de las estrellas causada por el tránsito de un exoplaneta.
La caída de la luz de las estrellas es minúscula y muy difícil de detectar. Pero Kepler fue construido para ese propósito. La nave espacial Kepler, en combinación con observaciones de seguimiento con otros telescopios, también podría determinar el tamaño del planeta e incluso obtener una indicación de la densidad del planeta y otras características.
Los científicos sospecharon firmemente que los datos de Kepler no eran representativos de la población de exoplanetas debido al sesgo de muestreo. Todo se reduce a los detalles de cómo Kepler usa el método de tránsito para encontrar exoplanetas.
Dado que Kepler examinó más de 200,000 estrellas para detectar caídas en la luz de las estrellas causadas por los exoplanetas en tránsito, gran parte del análisis de los datos de Kepler tuvo que ser realizado por computadoras. (No hay suficientes estudiantes graduados de astronomía empobrecidos en el mundo para hacer el trabajo). Por lo tanto, los científicos confiaron en algoritmos para combinar los datos de Kepler para los tránsitos.
"Los algoritmos de búsqueda estándar intentan identificar caídas repentinas de brillo", explica el Dr. René Heller de MPS, primer autor de las publicaciones actuales. “En realidad, sin embargo, un disco estelar parece un poco más oscuro en el borde que en el centro. Cuando un planeta se mueve frente a una estrella, por lo tanto, inicialmente bloquea menos luz estelar que en el medio del tránsito. La atenuación máxima de la estrella ocurre en el centro del tránsito justo antes de que la estrella se vuelva gradualmente más brillante de nuevo ”, explica.
Aquí es donde la detección de exoplanetas se vuelve complicada. Un planeta más grande no solo causa una mayor caída en el brillo que un planeta más pequeño, sino que el brillo de una estrella también fluctúa naturalmente, haciendo que los planetas más pequeños sean aún más difíciles de detectar.
El truco para Heller y el equipo de astrónomos fue desarrollar un algoritmo diferente o quizás "más inteligente" que tenga en cuenta la curva de luz de una estrella. Para un observador como Kepler, el centro de la estrella es el más brillante, y los planetas grandes causan una atenuación rápida y muy clara de la luz. Pero, ¿qué pasa con el borde o la extremidad de una estrella? ¿Era posible que los tránsitos de planetas más pequeños no fueran detectados en esa luz más tenue?
Al mejorar la sensibilidad del algoritmo de búsqueda, el equipo pudo responder esa pregunta con un convincente "sí".
"En la mayoría de los sistemas planetarios que estudiamos, los nuevos planetas son los más pequeños".
Kai Rodenbeck, Universidad de Gottingen, MPS.
"Nuestro nuevo algoritmo ayuda a dibujar una imagen más realista de la población de exoplanetas en el espacio", resume Michael Hippke del Observatorio Sonneberg. "Este método constituye un importante paso adelante, especialmente en la búsqueda de planetas similares a la Tierra".
¿El resultado? "En la mayoría de los sistemas planetarios que estudiamos, los nuevos planetas son los más pequeños", dijo el coautor Kai Rodenbeck de la Universidad de Gotinga y el Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar. No solo encontraron otros 18 planetas del tamaño de la Tierra, sino que también encontraron el exoplaneta más pequeño, solo el 69% del tamaño de la Tierra. Y el más grande de los 18 es apenas el doble del tamaño de la Tierra. Esto está en marcado contraste con la mayoría de los exoplanetas encontrados por Kepler, que están en el rango de tamaño de Júpiter y Saturno.
Estos nuevos planetas no solo son pequeños, sino que están más cerca de sus estrellas que sus hermanos previamente descubiertos. Entonces, el nuevo algoritmo no solo nos brinda una imagen más precisa de las poblaciones de exoplanetas por tamaño, sino que también nos brinda una imagen más clara de sus órbitas.
Debido a su proximidad a sus estrellas, la mayoría de estos planetas son abrasadores con temperaturas de superficie superiores a 100 Celsius, y algunos que exceden los 1,000 Celsius. Pero hay una excepción: una de ellas orbita alrededor de una estrella enana roja y parece estar en la zona habitable, donde el agua líquida puede persistir.
Puede haber más exoplanetas más pequeños ocultos en los datos de Kepler. Hasta ahora, Heller y su equipo solo han usado su nueva técnica en algunas de las estrellas examinadas por Kepler. Se centraron en poco más de 500 estrellas Kepler que ya se sabía que albergaban exoplanetas. ¿Qué encontrarán si examinan las otras 200,000 estrellas?
Es un hecho científico que cada método de medir algo tiene un sesgo de muestreo inherente. Es una de las limitaciones en cualquier estudio científico. El equipo detrás de este nuevo algoritmo de exoplanetas reconoce plenamente que su método también puede contener un sesgo de muestreo.
Los planetas más pequeños en órbitas más distantes pueden tener períodos orbitales muy largos. En nuestro Sistema Solar, Plutón tarda 248 años en completar una órbita alrededor del Sol. Para detectar un planeta así, puede tomar hasta 248 años de observación antes de detectar un tránsito.
Aun así, proyectan que encontrarán más de 100 otros exoplanetas del tamaño de la Tierra en el resto de los datos de Kepler. Son bastantes, pero podría ser una estimación modesta, teniendo en cuenta que los datos de Kepler cubren más de 200,000 estrellas.
La fuerza del nuevo algoritmo de búsqueda se extenderá más allá de los datos de Kepler. Según el Prof. Dr. Laurent Gizon, Director Gerente del MPS, las futuras misiones de búsqueda de planetas también pueden usarlo para refinar sus resultados. "Este nuevo método también es particularmente útil para prepararse para la próxima misión PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) que lanzará en 2026 la Agencia Espacial Europea", dijo el profesor Gizon.
El equipo publicó sus resultados en la revista Astronomy and Astrophysics. Su artículo se titula “Encuesta de mínimos cuadrados de tránsito. II Descubrimiento y validación de 17 nuevos planetas del tamaño de la sub-super-Tierra en sistemas de varios planetas desde K2 ".
