Un team di astrofisici e citizen scientist ha identificato quelli che potrebbero essere gli ultimi pianeti osservati dal telescopio spaziale Kepler della NASA durante la sua missione quasi decennale. Il trio di esopianeti – mondi oltre il nostro Sistema Solare – sono tutti tra le dimensioni della Terra e Nettuno e orbitano attorno alle loro stelle. “Sono pianeti abbastanza nella media nel grande schema delle osservazioni di Kepler,” ha affermato Elyse Incha, ricercatrice presso l’Università del Wisconsin-Madison. “Sono entusiasmanti perché Kepler li ha osservati durante i suoi ultimi giorni di operazioni. Mostra quanto fosse bravo Kepler nella caccia ai pianeti, anche alla fine della sua vita“. Lo studio sul trio planetario, guidato da Incha, è stato pubblicato su Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
Kepler è stato lanciato nel marzo 2009. L’obiettivo iniziale della missione era monitorare continuamente un lembo di cielo nelle costellazioni settentrionali del Cigno e della Lira. Questo lungo periodo di osservazioni ha permesso al satellite di monitorare i cambiamenti nella luminosità stellare causati dai pianeti che passano davanti alle loro stelle, eventi chiamati “transiti“. Dopo 4 anni, il telescopio aveva osservato oltre 150mila stelle e identificato migliaia di potenziali esopianeti. È stata la prima missione della NASA a trovare un mondo delle dimensioni della Terra in orbita all’interno della zona abitabile della sua stella, l’intervallo di distanze in cui l’acqua liquida potrebbe esistere sulla superficie di un pianeta.
Nel 2014 il veicolo spaziale ha riscontrato problemi meccanici che hanno causato una temporanea interruzione delle osservazioni. Il team di Kepler ha escogitato una soluzione che ha permesso di riprendere le operazioni, cambiando il campo visivo all’incirca ogni 3 mesi. Questa rinnovata missione, chiamata K2, è durata altri 4 anni e ha esaminato oltre 500mila stelle. Quando Kepler è andato “in pensione” nell’ottobre 2018, aveva contribuito alla scoperta di oltre 2.600 esopianeti confermati e molti altri candidati.
L’ultima campagna di K2, la numero 19, è durata solo un mese. Quando il veicolo spaziale ha iniziato a esaurire il carburante per il controllo dell’assetto, non è riuscito a mantenere la posizione abbastanza a lungo da raccogliere osservazioni utili. Alla fine, gli astronomi hanno avuto solo circa 7 giorni di dati di alta qualità dalla “Campagna 19“.
Incha e il suo team hanno lavorato con il Visual Survey Group, una collaborazione tra citizen scientist e astronomi professionisti, per scandagliare questo set di dati alla ricerca di esopianeti. I “cittadini scienziati” hanno cercato segnali di mondi in transito su tutte le curve di luce della Campagna 19, che registrano come le stelle monitorate acquisiscono o perdono luminosità. “Le persone che eseguono indagini visive, esaminando i dati a occhio, possono individuare nuovi modelli nelle curve di luce e trovare singoli oggetti difficili da rilevare per le ricerche automatizzate. E nemmeno noi riusciamo a catturarli tutti,” ha spiegato Tom Jacobs, membro del team del Visual Survey Group. “Ho esaminato visivamente le osservazioni complete K2 tre volte e ci sono ancora scoperte in attesa di essere trovate“.
Jacobs e colleghi hanno trovato un transito per ciascuno dei 3 pianeti candidati, ciascuno in orbita attorno a una stella diversa, nel set di dati di alta qualità. Dopo la scoperta iniziale, anche Incha e il suo team sono tornati sui loro passi e hanno esaminato i dati di qualità inferiore dal resto della Campagna 19 e hanno scoperto un transito aggiuntivo ciascuno da 2 delle 3 stelle contrassegnate nella ricerca visiva.
“I secondi transiti di questi 2 pianeti candidati ci hanno aiutato a confermare la loro scoperta,” ha affermato Andrew Vanderburg, del Kavli Institute for Astrophysics and Space Research presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge. “Nessuno aveva mai trovato pianeti in questo set di dati prima, ma la nostra collaborazione è riuscita a trovarne 3. Inoltre, ci stiamo davvero addentrando negli ultimi giorni, gli ultimi minuti, delle osservazioni raccolte da Kepler“.
Utilizzando le informazioni sul transito, Incha e il suo team hanno calcolato le dimensioni potenziali dei mondi e i periodi orbitali. Il pianeta più piccolo, K2-416 b, è circa 2,6 volte più grande della Terra e orbita attorno alla sua stella nana rossa circa ogni 13 giorni. Anche K2-417 b, poco più di 3 volte la dimensione della Terra, orbita attorno a una stella nana rossa, ma completa un’orbita ogni 6,5 giorni. L’ultimo pianeta non confermato, EPIC 246251988 b, è quasi 4 volte più grande della Terra e orbita intorno alla sua stella simile al Sole in circa 10 giorni. I primi due pianeti prendono il nome da K2 , l’ultimo dall’Ecliptic Plane Input Catalog (EPIC) delle stelle nei campi K2.
Anche il Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, lanciato nell’aprile 2018, utilizza il metodo del transito, osservando grandi aree di cielo alla volta. Durante agosto e settembre 2021, TESS ha osservato la zona di Spazio contenente i 3 nuovi pianeti Kepler. Gli astronomi sono stati in grado di rilevare altri 2 potenziali transiti per K2-417 b.
“In molti modi, Kepler ha passato la torcia della caccia ai pianeti a TESS,” ha affermato Knicole Colón, project scientist TESS presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, che ha lavorato alla missione Kepler per diversi anni. “Il set di dati di Kepler continua a essere un tesoro per gli astronomi e TESS ci aiuta a dare nuove informazioni sulle sue scoperte“.
