Forskare vid MIT och på andra håll har analyserat data från K2, uppföljningsuppdraget till NASA:s Kepler rymdteleskop, och har upptäckt en mängd möjliga exoplaneter bland ett 50-tal, 000 stjärnor.

I en tidning som visas online idag i Astronomisk tidskrift , forskarna rapporterar upptäckten av nästan 80 nya planetkandidater, inklusive en särskild framstående:en trolig planet som kretsar kring stjärnan HD 73344, som skulle vara den ljusaste planetvärden som någonsin upptäckts av K2 -uppdraget.

Planeten verkar kretsa runt HD 73344 var 15:e dag, och baserat på mängden ljus som den blockerar varje gång den passerar framför sin stjärna, Forskare uppskattar att planeten är cirka 2,5 gånger så stor som jorden och 10 gånger så massiv. Det är sannolikt också otroligt varmt, med en temperatur någonstans i intervallet 1, 200 till 1, 300 grader Celsius, eller runt 2, 000 grader Fahrenheit - ungefär temperaturen på lava från en vulkanutbrott.

Planeten ligger på ett relativt nära avstånd av 35 parsecs, eller cirka 114 ljusår från jorden. Med tanke på dess närhet och det faktum att den kretsar runt en mycket ljus stjärna, forskare tror att planeten är en idealisk kandidat för uppföljningsstudier för att fastställa dess atmosfäriska sammansättning och andra egenskaper.

"Vi tror att det förmodligen skulle vara mer som en mindre, hetare version av Uranus eller Neptunus, säger Ian Crossfield, en biträdande professor i fysik vid MIT som ledde studien tillsammans med doktoranden Liang Yu.

Den nya analysen är också anmärkningsvärd för den hastighet med vilken den utfördes. Forskarna kunde använda befintliga verktyg utvecklade vid MIT för att snabbt söka igenom grafer av ljusintensitet som kallas "ljuskurvor" från var och en av de 50, 000 stjärnor som K2 övervakade i sina två senaste observationskampanjer. De identifierade snabbt planetkandidaterna och släppte informationen till astronomigemenskapen bara veckor efter att K2-uppdraget gjorde rymdfarkostens rådata tillgängliga. En typisk analys av detta slag tar mellan flera månader och ett år.

Crossfield säger att en sådan snabb planetsökning gör det möjligt för astronomer att följa upp med jordbaserade teleskop mycket tidigare än de annars skulle, ger dem en chans att få en glimt av planetariska kandidater innan jorden passerar förbi den där speciella himlen på sin väg runt solen.

Sådan hastighet kommer också att vara en nödvändighet när forskare börjar ta emot data från NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite, TESS, som är designad för att övervaka närliggande stjärnor i 30-dagarssträckor och i slutändan kommer att täcka nästan hela himlen.

"När TESS -data kommer ner, det kommer att dröja några månader innan alla stjärnorna som TESS tittade på för den månaden 'satt' för året, "Crossfield säger." Om vi ​​snabbt får ut kandidater till samhället, alla kan omedelbart börja observera system som upptäckts av TESS, och gör en hel del fantastisk planetvetenskap. Så den här [analysen] var verkligen en repetition för TESS. "

Hastighetssänkningar

Teamet analyserade data från K2:s 16:e och 17:e observationskampanjer, känd som C16 och C17. Under varje kampanj, K2 observerar en fläck på himlen i 80 dagar. Teleskopet är på en bana som spårar jorden när den färdas runt solen. För de flesta andra kampanjer, K2 har varit i en "bakåtvänd" orientering, där teleskopet observerar de stjärnor som i huvudsak finns i dess backspegel.

Eftersom teleskopet färdas bakom jorden, de stjärnor som den observerar är vanligtvis inte observerbara av forskare förrän planeten cirklar tillbaka runt solen till just den där himlen, nästan ett år senare. Således, för bakåtvända kampanjer, Crossfield säger att det har varit liten motivation att snabbt analysera K2-data.

C16- och C17-kampanjerna, å andra sidan, var framåtvända; K2 observerade de stjärnorna som var framför teleskopet och inom jordens synfält, åtminstone under de närmaste månaderna. Crossfield, Yu, och deras kollegor tog detta som ett tillfälle att påskynda den vanliga analysen av K2 -data, att ge astronomer en chans att snabbt observera planetkandidater innan jorden passerade dem.

Under C16, K2 observerade 20, 647 stjärnor under 80 dagar, mellan den 7 december 2017, och 25 februari, 2018. Den 28 februari uppdraget släppte uppgifterna, i form av bilder på pixelnivå, till astronomisamfundet. Yu och Crossfield började genast sålla igenom data, med hjälp av algoritmer utvecklade vid MIT för att vinna fältet från 20, 000-några stjärnor till 1, 000 stjärnor av intresse.

Teamet arbetade sedan dygnet runt, tittar igenom dessa 1, 000 stjärnor i ögat efter tecken på transiter, eller periodiska dopp i stjärnljus som kan signalera en passerande planet. I slutet, de upptäckte 30 planetkandidater av högsta kvalitet, vars periodiska signaturer sannolikt orsakas av transiterande planeter.

"Vår erfarenhet av fyra års K2-data får oss att tro att de flesta av dessa verkligen är riktiga planeter, redo att bekräftas eller statistiskt valideras, " skriver forskarna i sin uppsats.

De identifierade också ett liknande antal planetkandidater i den senaste C17-analysen. Förutom dessa planetkandidater, gruppen valde också ut hundratals periodiska signaler som kan vara signaturer för astrofysiska fenomen, som pulserande eller roterande stjärnor, och åtminstone en supernova i en annan galax.

Stjärnor i spader

Även om en stjärnas karaktär vanligtvis inte förändras under ett år, Crossfield säger att ju tidigare forskare kan följa upp en möjlig planettransit, desto större chans finns det att bekräfta att en planet faktiskt existerar.

"Du vill observera [kandidater] igen relativt snart så att du inte förlorar transiteringen helt, "Crossfield säger." Du kanske kan säga, "Jag vet att det finns en planet runt stjärnan, men jag är inte längre alls säker på när transiteringarna kommer att ske.' Det är ytterligare en motivation för att följa upp dessa saker snabbare."

Sedan laget släppte sina resultat, astronomer har validerat fyra av kandidaterna som bestämda exoplaneter. De har observerat andra kandidater som studien identifierade, inklusive den möjliga planeten som kretsar runt HD 73344. Crossfield säger att denna stjärnas ljusstyrka, kombinerat med den hastighet med vilken dess planetkandidat identifierades, kan hjälpa astronomer att snabbt hitta ännu mer specifika egenskaper hos detta system.

"Vi hittade en av de mest spännande planeterna som K2 har hittat i hela sitt uppdrag, och vi gjorde det snabbare än någon ansträngning har gjort tidigare, " säger Crossfield. "Detta visar vägen framåt för hur TESS-uppdraget kommer att göra samma sak i spader, över hela himlen, under de närmaste åren. "

Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.