Астрономите откриват още 18 екзопланети на Земята в данни на Кеплер

Сравнение по размер със Земята, Нептун и 18-те новооткрити екзопланети. Не би ли било великолепно да видите подробности за повърхността на тези нови светове? Изображение чрез НАСА / JPL (Нептун), НАСА / NOAA / GSFC / АЕЦ Суоми / VIIRS / Норман Кюринг (Земя), MPS / Рене Хелър.

Екзопланетите с еднакъв размер като Земята могат да бъдат едни от най-трудните за откриване, но техният брой нараства и сега учени от Института за изследване на слънчевата система Макс Планк, Гьотингенския университет Георг Август и обсерваторията Сонеберг са добавили още 18 екзопланети към непрекъснато разрастващия се списък (от 1 май 2019 г. в 3033 системи има 4 058 потвърдени планети, като 658 системи имат повече от една планета). Всички 18 нови екзопланети бяха открити по време на повторен анализ на данни от високоефективната мисия за наблюдение на планети за космически телескопи Kepler, използвайки нов, по-чувствителен алгоритъм за търсене, наречен Transit Least-Squares .

Първите плодове на новия алгоритъм могат да бъдат намерени в рецензирани резултати, публикувани в списание Astronomy & Astrophysics в две нови статии, тук и тук. Първата книга, фокусирана върху екзопланетата K2-32e, беше публикувана преди няколко седмици, а втората книга относно останалите 17 екзопланети беше публикувана на 21 май 2019 г.

Тези новооткрити светове са едни от най-малките открити досега. Те варират по размер от само 69 ​​процента от диаметъра на Земята (EPIC 201497682.03, на разстояние 831 светлинни години) до малко повече от два пъти по-голям от Земята. Всички те се криеха в данните на Kepler и не бяха открити при предишни търсения, защото алгоритмите за търсене не бяха достатъчно чувствителни. Подобно на много други ловци на екзопланети, Кеплер използва транзитния метод, където една планета минава пред своята звезда, както се вижда от нашата гледна точка тук на Земята. Докато планетата преминава пред звездата, тя блокира малко количество светлина, идваща от звездата, която след това може да бъде измерена от астрономите. Както обясни Рене Хелър от Института Макс Планк, първи автор на двата доклада:

Стандартните алгоритми за търсене се опитват да идентифицират внезапни спадове на яркостта. В действителност обаче звездният диск изглежда малко по-тъмен в ръба, отколкото в центъра. Когато една планета се движи пред звезда, тя първоначално блокира по-малко звездна светлина, отколкото в средата на транзита. Максималното затъмняване на звездата се случва в центъра на транзита, точно преди звездата отново да стане постепенно по-ярка.

Концепцията на художника за Kepler-186f, първата екзопланета с размер на Земята, намери орбита в обитаемата зона на своята звезда. През последните години са открити все по-голям брой такива светове, включително току-що обявените 18 нови екзопланети. Изображение чрез NASA Ames / JPL-Caltech / T. Пайл.

Както може да се очаква, по-големите планети са най-лесни за откриване, тъй като те блокират повече светлина от звездите си по време на транзит. Количеството светлина, блокирано от по-малките планети, може лесно да се пропусне, тъй като може да се разграничи от колебанията на естествената яркост на самата звезда и фоновия шум, който е част от този вид наблюдения.

Новият алгоритъм Transit Least-Squares подобрява чувствителността на транзитния метод, като улеснява намирането на по-малки планети като Земята, както казва Майкъл Хипке от Обсерваторията Сонеберг:

Новият ни алгоритъм помага да се направи по-реалистична картина на популацията на екзопланети в космоса. Този метод представлява значителна стъпка напред, особено в търсенето на планети, подобни на Земята.

Всички нови планети бяха открити в данни от K2 част на мисията Kepler. Фазата К2 е започнала, след като основната мисия приключи през 2013 г., след технически неизправности с реакционните колела на телескопа, които помогнаха да се поддържа Kepler стабилен за наблюденията му на звезди (K2 след това приключи през 2018 г.). Тези изследователи повторно анализираха 517 звезди от К2, за които се знаеше, че имат поне една планета всяка.

Методът на транзит търси екзопланети, докато преминават пред своите звезди. Новият по-чувствителен алгоритъм Transit Least-Squares може да открие по-малки планети като Земята. Изображение чрез NASA / SDO (Sun), MPS / Ren Heller.

И така, какви са тези нови планети?

Повечето от тях, за съжаление, не са добри кандидати за живот, обикаляйки орбитите на звездите си по-близо от всички, които са виждали досега, с температури от 212 градуса по Фаренхайт (100 градуса по Целзий) до 1832 градуса по Фаренхайт (1000 градуса по Целзий). Една от тях обаче, EPIC 201238110.02, орбитира в обитаемата зона на звездата си - областта около звезда, където може да съществува течна вода. EPIC 201238110.02 е 1.87 пъти диаметър на Земята и е на 522 светлинни години.

Първата планета K2-32e орбитира звездата EPIC 205071984 и е четвъртата известна планета в тази система. Останалите три планети са с размер на Нептун.

Сега се очаква, че - използвайки транзитни най-малки квадрати - астрономите трябва да могат да намерят поне още 100 планети с размер на Земята в данните от основната фаза на мисията на Кеплер. Това е полезно за откриването на много повече такива светове и с други телескопи, като например орбитата на НАСА в орбита TESS, най-новият член на семейството на лов на планетата, който се е качил там, където е останал Кеплер.

PLATO на Европейската космическа агенция е друга мисия, която ще се възползва от тези открития с новия алгоритъм, според Лоран Гизон, управляващ директор на Института за планиране на слънчевата система Макс Планк:

Този нов метод е особено полезен и за подготовка за предстоящата мисия PLATO, която ще бъде стартирана през 2026 г. от Европейската космическа агенция.

18-те нови екзопланети бяха открити в данни от космическия телескоп Kepler, който приключи мисията си в края на 2018 г. Изображение чрез НАСА.

Очаква се бъдещите телескопи, както космически, така и наземни, да намерят хиляди повече екзопланети през следващите години, включително такива с размер на Земята, като тези 18 нови. Някои телескопи, като например предстоящият космически телескоп Джеймс Уеб Web от НАСА, също ще могат да анализират атмосферите на някои от онези далечни светове, търсейки следи от газове, които може да са знак за живот.

Долен ред: С други 18 екзопланети с размер на Земята, открити да се крият в данните на Кеплер, астрономите продължават да потвърждават, че не само този вид скалист свят съществува другаде, но и че те са доста често срещани. Колко от тях могат да се окажат обитаеми за някакъв вид живот, все още не е известно, но тези открития ни приближават до намирането на първите доказателства за живота извън нашата Слънчева система.

Източник: Проучване на най-малките квадрати - I. Откриване и валидиране на планета с размер на Земята в четирипланетна система К2-32 близо до резонанса 1: 2: 5: 7

Източник: Проучване за транзит на най-малко квадрати - II. Откриване и утвърждаване на 17 нови планети под-до Земята в многопланетни системи от K2

Институт Макс Планк за изследвания на слънчевата система