Dos planetas gaseosos alrededor de una estrella brillante parecida al sol

En opinión de este artista, dos planetas gaseosos orbitan la estrella brillante HD 152843. Estos planetas fueron descubiertos por el proyecto de ciencia ciudadana Planet Hunters TESS, en colaboración con científicos profesionales. Crédito: NASA / Scott Weisinger

Por la noche, a Miguel, de siete años, le encanta hablar con su padre, César Rubio, sobre planetas y estrellas. “Trato de ocuparme de eso”, dice Rubio, un mecánico de Pomona, California, que fabrica piezas para equipos de minería y generación de energía.

Ahora, el niño puede afirmar que su padre también ayudó a descubrir los planetas. Cesar Rubio es uno de los miles de voluntarios que participan en Tess, cazadores de planetas, un proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA que busca evidencia de planetas fuera de nuestro sistema solar o exoplanetas. La ciencia ciudadana es una forma de que el público colabore con los científicos. Más de 29.000 personas en todo el mundo han unido fuerzas con Planet Hunters TESS para ayudar a los científicos a encontrar exoplanetas.

César Rubio y su hijo Miguel disfrutan hablando juntos sobre el espacio. Crédito: Cesar Rubio

Planet Hunters TESS anuncia el descubrimiento de dos exoplanetas en un estudio publicado en línea en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Societyy la inclusión de Rubio y más de una docena de científicos ciudadanos como coautores.

Estos mundos alienígenas orbitan una estrella llamada HD 152843, ubicada a unos 352 años luz de distancia. Esta estrella tiene aproximadamente la misma masa que el Sol, pero aproximadamente 1,5 veces más grande y un poco más brillante.

El planeta B, del tamaño de Neptuno, es unas 3,4 veces más grande que la Tierra y completa una órbita alrededor de su estrella en unos 12 días. El planeta C, el exoplaneta, es aproximadamente 5,8 veces más grande que la Tierra, lo que lo convierte en un “semi-Saturno”, y su período orbital es de entre 19 y 35 días. En nuestro sistema solar, ambos planetas estarán en órbita alrededor de Mercurio, que es de unos 88 días.

dijo Nora Eisner, estudiante de doctorado en astrofísica en la Universidad de Oxford en el Reino Unido y autora principal del estudio.

TESS son las siglas de Transiting Exoplanet Survey Satellite, una nave espacial de la NASA lanzada en abril de 2018. El equipo de TESS utilizó datos del observatorio para identificar más de 100 exoplanetas y más de 2.600 candidatos en espera de confirmación.

Planet Hunters TESS, que opera a través del sitio web de Zooniverse, comenzó en diciembre de 2018, poco después de que se hicieran públicos los primeros datos de TESS. Los voluntarios observan gráficos que muestran el brillo de diferentes estrellas a lo largo del tiempo. Observe cuál de estas gráficas muestra una pequeña caída en el brillo de la estrella y luego una oscilación ascendente de regreso al nivel original. Esto puede suceder cuando un planeta cruza la cara de su estrella, bloqueando un poco de luz, un evento llamado “tránsito”.

Planet Hunters comparte cada esquema de brillo llamado “Light Curve” con 15 voluntarios. En el fondo del sitio, un algoritmo recopila todas las presentaciones de los voluntarios y selecciona las curvas de luz que varios voluntarios han seleccionado. Luego, Eisner y sus colegas observan las curvas de luz de orden superior y determinan cuáles serían buenas para el seguimiento científico.

Alexander Hubert está estudiando para convertirse en profesor de matemáticas y latín, pero disfruta de los proyectos de ciencia ciudadana en astronomía. Crédito: Alexander Hubert

Incluso en la era de las tecnologías informáticas complejas, como el aprendizaje automático, tener un gran grupo de voluntarios mirando los datos del telescopio es de gran ayuda para los investigadores. Debido a que los investigadores no pueden entrenar perfectamente a las computadoras para identificar posibles huellas digitales de planetas, el ojo humano sigue siendo valioso. “Es por eso que no hay muchos candidatos para exoplanetas y por qué la ciencia ciudadana es algo tan grandioso”, dijo Eisner.

En el caso de HD 152843, los científicos ciudadanos observaron una parcela de tierra que mostraba su brillo dentro de un mes de observaciones de TESS. La curva de luz mostró tres caídas distintas, lo que implica que al menos un planeta podría orbitar la estrella. Los 15 científicos ciudadanos que han observado esta curva han hecho referencia a al menos dos tránsitos, y algunos han marcado la curva de luz en el foro de discusión en línea Planet Hunters TESS.

Luego, los científicos miraron más de cerca. Al comparar los datos con sus modelos, estimaron que dos tránsitos provenían del planeta interior y el otro provenía de un segundo planeta exterior.

Para asegurarse de que las señales de tránsito provengan de planetas y no de otra fuente, como estrellas que se eclipsan entre sí, asteroides que pasan o los movimientos del propio TESS, los científicos necesitaban mirar la estrella de una manera diferente. Utilizaron un instrumento llamado HARPS-N (Buscador de planetas de alta velocidad radial para el hemisferio norte) en el Telescopio Nazionale Galileo en La Palma, España, así como EXPRES (Espectrómetro de resolución extrema), un instrumento en el Observatorio Lowell en Flagstaff, Arizona. HARPS y EXPRES buscan la presencia de planetas examinando si la luz de las estrellas es “inestable” debido a los planetas que orbitan alrededor de su estrella. Esta técnica, llamada método de velocidad radial, permite a los científicos estimar también la masa de un planeta distante.

Si bien los científicos no pudieron obtener una señal lo suficientemente clara para determinar las masas de los planetas, obtuvieron suficientes datos de velocidad radial para hacer estimaciones de masa: aproximadamente 12 veces la masa de la Tierra para el Planeta B y aproximadamente 28 veces la masa de la Tierra para el Planeta C . Sus medidas confirman la exactitud de las señales que indican la presencia de planetas; Se necesitan más datos para confirmar su masa. Los científicos continúan monitoreando el sistema planetario con HARPS-N y esperan tener más información sobre los planetas pronto.

Elizabeth Payten ha sido parte de más de una docena de estudios científicos publicados a través de Zooniverse Projects. Crédito: Elizabeth Payten

Los investigadores pronto tendrán herramientas de alta tecnología para averiguar si estos planetas tienen atmósferas y qué gases hay en ellos. El telescopio espacial James Webb de la NASA, que se lanzará a finales de este año, podrá observar los tipos de partículas que componen las atmósferas de planetas como los de este sistema, especialmente el exoplaneta más grande. Los planetas HD 152843 son demasiado calientes y gaseosos para sustentar la vida tal como la conocemos, pero son valiosos para estudiarlos a medida que los científicos aprenden sobre la variedad de planetas potenciales en nuestra galaxia.

“Estamos dando pequeños pasos hacia la dirección de encontrar un planeta similar a la Tierra y estudiar su atmósfera, y continuamos ampliando los límites de lo que podemos ver”, dijo Eisner.

Los científicos ciudadanos que calificaron la curva de luz HD 152843 como una posible fuente de planetas en tránsito, así como tres moderadores del foro de discusión Planet Hunters, fueron invitados a ser incluidos como coautores del estudio que anuncia el descubrimiento de estos planetas.

Uno de esos eruditos ciudadanos es Alexander Hubert, un estudiante de pregrado que se enfoca en matemáticas y latín en Würzburg, Alemania, que planea convertirse en maestro de escuela secundaria. Hasta la fecha, Planet Hunters TESS ha clasificado más de 10,000 curvas de luz.

“A veces lamento que en nuestra época tengamos que limitarnos a una, tal vez dos materias, como la mía para mí, latín y matemáticas”, dijo Hubert. “Estoy muy agradecido de que en Zooniverse tuve la oportunidad de participar en algo diferente”.

Otra coautora, Elisabeth Payten de Lovaina, Bélgica, que trabaja en el departamento de reaseguros, dice que clasificar las curvas de luz en Planet Hunters TESS es “relajante”. Ha estado interesada en la astronomía desde la infancia y fue una de las voluntarias originales de Galaxy Zoo, un proyecto de ciencia ciudadana en astronomía que comenzó en 2007. Galaxy Zoo invitó a los participantes a clasificar las formas de galaxias distantes.

Si bien Baeten ha sido parte de más de una docena de estudios publicados a través de Zooniverse Projects, el nuevo estudio es la primera publicación científica de Rubio. La astronomía siempre ha sido un interés de toda la vida y ahora puede compartirla con su hijo. Los dos a veces miran juntos Planet Hunters TESS.

“Siento que estoy contribuyendo, aunque sea solo una pequeña parte”, dijo Rubio. “La investigación científica en particular, me satisface”.

La NASA tiene una amplia gama de colaboraciones de ciencia ciudadana en temas que van desde las ciencias de la Tierra hasta el Sol y el universo en general. Cualquiera en el mundo puede participar. Consulte las últimas oportunidades en science.nasa.gov/citizenscience.

Referencia: “Cazadores de planetas TESS III: Dos planetas en tránsito alrededor de la enana G brillante HD 152843” Por NL Eisner, B. A. Nicholson, O Barragán, S Aigrain, C Lintott, L Kaye, B Klein, G Miller, J Taylor y N Zicher, LA Buchhave, DA Caldwell, J Horner, J Llama, A Mortier, VM Rajpaul, K Stassun, A Sporer, A Tkachenko, JM Jenkins, D Latham, G Ricker, S Seager, J Winn, S Alhassan, EML Baeten, SJ Bean DM Bundy, V Efremov, R Ferstenou, BL Goodwin, M Hof, T Hoffman, A Hubert, L Lau, S Lee, D Maetschke, K Peltsch, C Rubio-Alfaro, GM Wilson, 12 de mayo de 2021, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253