Две газовые планеты вокруг яркой солнечной звезды

По ночам семилетний Мигель любит разговаривать со своим отцом Сезаром Рубио о планетах и ​​звездах. «Я стараюсь об этом позаботиться», — говорит Рубио, механик из Помоны, Калифорния, который производит детали для горнодобывающего и энергетического оборудования.

Теперь мальчик может утверждать, что его отец тоже помогал открывать планеты. Сезар Рубио — один из тысяч волонтеров, участвующих в Охотница за планетами Тесс, финансируемый НАСА проект гражданской науки, направленный на поиск свидетельств существования планет за пределами Солнечной системы или экзопланет. Гражданская наука — это способ для представителей общественности сотрудничать с учеными. Более 29 000 человек по всему миру объединили свои усилия с Planet Hunters TESS, чтобы помочь ученым найти экзопланеты.

Сезар Рубио и его сын Мигель любят вместе говорить о космосе. Предоставлено: Сезар Рубио.

Planet Hunters TESS объявляет об открытии двух экзопланет в исследовании, опубликованном в Интернете в Ежемесячные уведомления Королевского астрономического обществаи включение Рубио и более десятка других гражданских ученых в качестве соавторов.

Эти инопланетные миры вращаются вокруг звезды HD 152843, находящейся на расстоянии около 352 световых лет от нас. Эта звезда примерно такой же массы, как Солнце, но примерно в 1,5 раза больше и немного ярче.

Планета B размером с Нептун примерно в 3,4 раза больше Земли и совершает полный оборот вокруг своей звезды примерно за 12 дней. Планета C, экзопланета, примерно в 5,8 раз больше Земли, что делает ее «полусатурном», а ее орбитальный период составляет от 19 до 35 дней. В нашей солнечной системе обе планеты будут вращаться вокруг Меркурия, что составляет около 88 дней.

сказала Нора Эйснер, аспирант по астрофизике Оксфордского университета в Великобритании и ведущий автор исследования.

TESS расшифровывается как Transiting Exoplanet Survey Satellite, космический аппарат НАСА, запущенный в апреле 2018 года. Команда TESS использовала данные обсерватории, чтобы идентифицировать более 100 экзопланет и более 2600 кандидатов, ожидающих подтверждения.

Planet Hunters TESS, которая работает через веб-сайт Zooniverse, началась в декабре 2018 года, вскоре после того, как первые данные TESS стали общедоступными. Добровольцы смотрят на графики, показывающие яркость разных звезд с течением времени. Обратите внимание на то, какой из этих графиков показывает кратковременное падение яркости звезды, а затем скачок вверх до исходного уровня. Это может произойти, когда планета пересекает лицевую сторону своей звезды, блокируя немного света — событие, называемое «транзитом».

Planet Hunters делится каждой схемой яркости под названием «Кривая света» с 15 добровольцами. На заднем плане сайта алгоритм собирает все материалы, представленные добровольцами, и выбирает кривые блеска, выбранные несколькими добровольцами. Затем Эйснер и его коллеги изучают кривые блеска более высокого порядка и определяют, какие из них подходят для научных исследований.

Александр Хуберт учится на учителя математики и латыни, но наслаждается проектами в области гражданской науки в области астрономии. Предоставлено: Александр Хуберт.

Даже в век сложных вычислительных технологий, таких как машинное обучение, наличие большой группы добровольцев, просматривающих данные телескопа, является огромным подспорьем для исследователей. Поскольку исследователи не могут идеально обучить компьютеры определять потенциальные отпечатки пальцев планеты, человеческий глаз по-прежнему ценен. «Вот почему не так много кандидатов на роль экзопланет и почему гражданская наука так важна», — сказал Эйснер.

В случае HD 152843 гражданские ученые посмотрели на участок земли, показывающий его яркость, в течение одного месяца наблюдений TESS. Кривая блеска показала три отчетливых провала, что означает, что по крайней мере одна планета может вращаться вокруг звезды. Все 15 гражданских ученых, которые смотрели на эту кривую, упомянули по крайней мере два транзита, а некоторые отметили кривую света на онлайн-форуме Planet Hunters TESS.

Затем ученые присмотрелись. Сравнивая данные со своими моделями, они подсчитали, что два транзита пришли с внутренней планеты, а другой — со второй внешней планеты.

Чтобы убедиться, что транзитные сигналы исходят от планет, а не от другого источника, такого как обгоняющие друг друга звезды, проходящие мимо астероиды или движение самого TESS, ученым нужно было взглянуть на звезду по-другому. Они использовали инструмент под названием HARPS-N (искатель планет с высокой радиальной скоростью для северного полушария) в Telescopio Nazionale Galileo в Ла-Пальме, Испания, а также EXPRES (спектрометр с экстремальным разрешением) в обсерватории Лоуэлла во Флагстаффе, Аризона. HARPS и EXPRES ищут существование планет, исследуя, является ли звездный свет «шатким» из-за планет, вращающихся вокруг своей звезды. Этот метод, называемый методом лучевых скоростей, позволяет ученым также оценить массу далекой планеты.

Хотя ученые не смогли получить достаточно четкий сигнал, чтобы определить массы планет, они получили достаточно данных о лучевой скорости, чтобы сделать оценки массы — примерно в 12 раз больше массы Земли для Планеты B и примерно в 28 раз больше массы Земли для Планеты C. . Их измерения подтверждают достоверность сигналов, указывающих на присутствие планет; Для подтверждения его массы необходимы дополнительные данные. Ученые продолжают наблюдать за планетной системой с помощью HARPS-N и надеются вскоре получить больше информации о планетах.

Элизабет Пэйтен участвовала в более чем дюжине научных исследований, опубликованных в рамках проектов Zooniverse. Предоставлено: Элизабет Пэйтен.

Вскоре у исследователей могут появиться высокотехнологичные инструменты, позволяющие выяснить, есть ли у этих планет атмосферы и какие газы в них находятся. Космический телескоп Джеймса Уэбба НАСА, который будет запущен в конце этого года, сможет исследовать типы частиц, которые составляют атмосферы планет, подобных тем, что находятся в этой системе, особенно более крупной экзопланеты. Планеты HD 152843 слишком горячие и загазованные, чтобы поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, но они ценны для изучения, поскольку ученые узнают о множестве потенциальных планет в нашей галактике.

«Мы делаем небольшие шаги в направлении поиска планеты земного типа и изучения ее атмосферы, и мы продолжаем раздвигать границы того, что мы можем видеть», — сказал Эйснер.

Гражданские ученые, которые оценили кривую блеска HD 152843 как возможный источник транзитных планет, а также три модератора дискуссионного форума Planet Hunters были приглашены в качестве соавторов исследования, объявляющего об открытии этих планет.

Одним из таких гражданских ученых является Александр Хуберт, студент бакалавриата, специализирующийся на математике и латыни из Вюрцбурга, Германия, который планирует стать учителем средней школы. На сегодняшний день Planet Hunters TESS классифицировало более 10 000 кривых блеска.

«Иногда я сожалею, что в наше время нам приходится ограничиваться одним предметом, а может быть, двумя, как у меня, латыни и математики», — сказал Хьюберт. «Я действительно благодарен за то, что в Zooniverse у меня была возможность принять участие в чем-то другом».

Другой соавтор, Элизабет Пэйтен из Лёвена, Бельгия, которая работает в отделе перестрахования, говорит, что оценка кривых блеска на Planet Hunters TESS «расслабляет». Она интересовалась астрономией с детства и была одним из первых добровольцев Galaxy Zoo, гражданского научного проекта в области астрономии, который начался в 2007 году. Galaxy Zoo пригласил участников классифицировать формы далеких галактик.

Несмотря на то, что Баэтен участвовал в более чем дюжине исследований, опубликованных в рамках проектов Zooniverse, новое исследование является первой научной публикацией Рубио. Астрономия всегда интересовала его всю жизнь, и теперь он может поделиться ею со своим сыном. Иногда они вместе смотрят на Planet Hunters TESS.

«Я чувствую, что участвую, даже если это всего лишь небольшая часть», — сказал Рубио. «В частности, научные исследования меня удовлетворяют».

НАСА имеет широкий спектр сотрудничества в области гражданской науки по различным темам, от наук о Земле до Солнца и всей Вселенной. Участвовать может любой желающий в мире. Ознакомьтесь с последними возможностями на science.nasa.gov/citizenscience.

Ссылка: «Охотники за планетами TESS III: Две транзитные планеты вокруг глянцевого G-карлика HD 152843» Н. Л. Эйснер, Б. А. Николсон, О. Барраган, С. Эйгрейн, К. Линтотт, Л. Кай, Б. Кляйн, Г. Миллер, Дж. Тейлор и Н. Зичер, Л.А. Бучхейв, Д.А. Колдуэлл, Дж. Хорнер, Дж. Лама, А. Мортье, В. М. Раджпаул, К. Стассун, А. Спорер, А. Ткаченко, Дж. М. Дженкинс, Д. Латам, Г. Рикер, С. Сигер, Дж. Винн, С. Альхассан, Э. М.Л. Бейтен, С.Дж. Бин Д.М. Банди, В. Ефремов, Р. Ферстену, Б.Л. Гудвин, М. Хоф, Т. Хоффман, А. Хуберт, Л. Лау, С. Ли, Д. Маэтчке, К. Пельч, К. Рубио-Альфаро, Г. М. Уилсон, 12 мая 2021 г., Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253