Ciudadanos científicos descubren dos planetas gaseosos alrededor de una estrella brillante similar al sol

En la visualización del artista, dos planetas gaseosos orbitan alrededor de la estrella brillante HD 152843. Estos planetas fueron descubiertos como parte del proyecto de ciencia ciudadana Planet Hunters TESS, en colaboración con científicos profesionales. Fuente: NASA / Scott Wiessinger

A Miguel, de siete años, le gusta hablar con su padre César Rubio sobre planetas y estrellas por la noche. «Estoy tratando de cultivarlo», dice Rubio, un mecánico de Pomona, California, que fabrica piezas para equipos de minería y energía.

Ahora, el padre del niño puede afirmar que también ayudó a descubrir los planetas. Es uno de los miles de voluntarios que participan en Planet Hunters TESS, un proyecto de ciencia ciudadana financiado por la NASA que busca evidencia de planetas fuera de nuestro sistema solar o exoplanetas. La ciencia de la ciudadanía es la forma en que los miembros de la sociedad pueden colaborar con los científicos. Más de 29.000 personas en todo el mundo se han unido a los esfuerzos de Planet Hunters TESS para ayudar a los científicos a encontrar exoplanetas.

Planet Hunters TESS anunció el descubrimiento de dos exoplanetas en un estudio publicado en línea en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society, enumerando a Rubio y más de una docena de otros científicos ciudadanos como contribuyentes.

Estos mundos exóticos orbitan alrededor de una estrella llamada HD 152843, a unos 352 años luz de distancia. Esta estrella tiene aproximadamente la misma masa que el Sol, pero es casi 1,5 veces más grande y ligeramente más brillante.

El planeta b, aproximadamente del tamaño de Neptuno, es aproximadamente 3,4 veces el tamaño de la Tierra y orbita su estrella en aproximadamente 12 días. El planeta c, el planeta exterior, tiene aproximadamente 5,8 veces el tamaño de la Tierra, lo que lo hace «subsaturado», con un período orbital de 19 a 35 días. En nuestro sistema solar, ambos planetas estarían en la órbita de Mercurio, que es de aproximadamente 88 días.

«Estudiarlos juntos, ambos al mismo tiempo, es realmente interesante para limitar las teorías de la formación planetaria y la evolución a lo largo del tiempo», dijo Nora Eisner, estudiante de doctorado en astrofísica en la Universidad de Oxford en el Reino Unido y presidenta 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 2600 candidatos en espera de confirmación.

Planet Hunters TESS, operado a través del sitio web de Zooniverse, comenzó a operar en diciembre de 2018, poco después de que los primeros datos de TESS se hicieran públicos. Los voluntarios miran gráficos que muestran el brillo de diferentes estrellas a lo largo del tiempo. Observan cuál de estos gráficos muestra la breve disminución de brillo de la estrella, y luego vuelve a su nivel original. Esto puede suceder cuando un planeta cruza la cara de su estrella, bloqueando una pequeña cantidad de luz, un evento llamado «tránsito».

El proyecto Planet Hunter comparte cada gráfico de brillo, llamado «curva de luz», con 15 voluntarios. En el fondo de la página, el algoritmo recopila todas las presentaciones de los voluntarios y selecciona las curvas de luz que muchos voluntarios han marcado. Luego, Eisner y sus colegas observan las curvas de brillo mejor clasificadas y determinan cuál sería buena para la investigación.

Incluso en una era de sofisticadas técnicas computacionales como el aprendizaje automático, el gran grupo de voluntarios que examinan los datos del telescopio es de gran ayuda para los científicos. Dado que los científicos no pueden entrenar perfectamente a las computadoras para que reconozcan las firmas de planetas potenciales, el ojo humano sigue siendo valioso. «Es por eso que faltan muchos candidatos a exoplanetas y por qué la ciencia de la ciudadanía es excelente», dijo Eisner.

En el caso de HD 152843, los científicos ciudadanos observaron un gráfico que mostraba su brillo durante un mes de observaciones de TESS. La curva de brillo mostró tres caídas distintas, lo que significa que al menos un planeta podría orbitar la estrella. Los 15 científicos ciudadanos que observaron esta curva de brillo marcaron al menos dos tránsitos, y algunos marcaron la curva de brillo en el foro de discusión en línea TESS de Planet Hunters.

A César Rubio y su hijo Miguel les gusta hablar juntos sobre el espacio. Fuente: Cesar Rubio

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

Para asegurarse de que las señales de tránsito provenían de planetas y no de alguna otra fuente, como estrellas que se eclipsan entre sí, asteroides que pasan o los movimientos del propio TESS, los científicos tuvieron que observar la estrella con un método diferente. Utilizaron un instrumento llamado HARPS-N (Buscador de planetas de velocidad radial de alta precisión para el hemisferio norte) en el Telescopio Nazionale Galileo en La Palma, España, así como EXPRES (Espectrómetro de precisión extrema), un instrumento en el Observatorio Lowell en Flagstaff. Arizona. Tanto HARPS como EXPRES buscan planetas examinando si la luz de las estrellas «se bambolea» debido a los planetas que orbitan alrededor de su estrella. Esta técnica, conocida como método de velocidad radial, también permite a los científicos estimar la masa de un planeta distante.

Aunque los científicos no pudieron obtener una señal lo suficientemente clara para determinar las masas de los planetas, sí tenían suficientes datos de velocidad radial para estimar la masa: aproximadamente 12 masas terrestres para el planeta by aproximadamente 28 masas terrestres para el planeta c. En presencia de planetas se necesitan más datos para confirmar su peso. Los científicos continúan observando el sistema planetario con HARPS-N y esperan tener pronto más información sobre los planetas.

Es posible que los científicos pronto tengan herramientas de alta tecnología a su disposición para averiguar si estos planetas tienen atmósferas y qué gases están presentes en ellos. El telescopio espacial James Webb de la NASA, lanzado a finales de este año, podrá observar qué tipos de partículas componen las atmósferas de planetas como este sistema, especialmente el planeta exterior más grande. Los planetas HD 152843 son demasiado calientes y gaseosos para sustentar la vida tal como la conocemos, pero son valiosos para su estudio, ya que los científicos comprenden el rango de posibles planetas en nuestra galaxia.

«Estamos dando pequeños pasos para encontrar un planeta parecido a la Tierra y estudiar su atmósfera, y seguimos ampliando los límites de lo que podemos ver», dijo Eisner.

A los científicos que clasificaron la curva de brillo HD 152843 como una posible fuente de planetas en tránsito, además de a los tres moderadores del foro de discusión Planet Hunters, se les pidió que mencionaran sus nombres como coautores del estudio que anuncia el descubrimiento de estos planetas.

Uno de estos científicos ciudadanos es Alexander Hubert, un estudiante universitario especializado en matemáticas y latín de Würzburg, Alemania, que planea convertirse en profesor de secundaria. Hasta la fecha, TESS ha clasificado más de 10,000 curvas de luz con Planet Hunters.

“A veces lamento que en nuestro tiempo tengamos que limitarnos a una o dos asignaturas, para mí latín y matemáticas”, dijo Hubert. «Estoy muy agradecido de tener la oportunidad de ser parte de algo más en el Zooniverso».

Otra coautora, Elisabeth Baeten de Lovaina, Bélgica, trabaja en la administración de reaseguros y dice que clasificar las curvas de brillo en TESS Planet Hunters es «relajante». Ella estuvo interesada en la astronomía desde la infancia y fue una de las primeras voluntarias del Zoológico Galáctico, un proyecto de astronomía ciudadana 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 como parte de los proyectos Zooniverse, el nuevo estudio es la primera publicación científica de Rubio. La astronomía siempre le ha interesado y ahora puede compartirla con su hijo. A veces, los dos navegan juntos por el sitio web de Planet Hunters TESS.

«Siento que estoy contribuyendo, aunque sea solo una pequeña parte», dijo Rubio. «La investigación en particular me resulta satisfactoria».

La NASA ejecuta una amplia variedad de proyectos de colaboración de ciencia ciudadana sobre temas que van desde las ciencias de la tierra hasta el sol y todo el universo. Cualquiera en el mundo puede participar. Consulte las últimas oportunidades en science.nasa.gov/citizenscience.

Proporcionado por el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA

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