מדענים העובדים עם נתונים ממשימת קפלר גילו 18 עולמות נוספים בגודל כדור הארץ. הצוות השתמש בשיטה חדשה ומחמירה יותר לסרוק את הנתונים בכדי למצוא כוכבי לכת אלה. בין 18 נמצא האקסופלאנט הקטן ביותר שנמצא אי פעם.
משימת קפלר הצליחה מאוד וכעת אנו יודעים על יותר מ -4,000 Exoplanets במערכות סולאריות רחוקות. אך קיימת שגיאת דגימה מובנת בנתוני קפלר: לחללית היה קל יותר למצוא כוכבי לכת גדולים ולא קטנים. מרבית Exoplanets קפלר הם עולמות עצומים, קרובים בגודלם לענקיות הגז יופיטר ושבתאי.
קל להבין מדוע זה כך. ברור, קל יותר למצוא חפצים גדולים יותר מאשר עצמים קטנים יותר. אבל צוות מדענים בגרמניה פיתחו דרך לגלות את הנתונים של קפלר והם מצאו 18 כוכבי לכת קטנים בערך בגודל כדור הארץ. זה משמעותי.
"האלגוריתם החדש שלנו עוזר לצייר תמונה ריאלית יותר של אוכלוסיית השטח המרחבי."
מייקל היפק, מצפה הכוכבים זונברג.
במקרה שאינך מכיר טכניקות ציד כוכב לכת, וחללית קפלר ספציפית, היא השתמשה במה שמכונה "שיטת המעבר" של מציאת כוכבי לכת. בכל פעם שכוכב לכת עובר מול הכוכב שלו, זה נקרא מעבר. קפלר היה מכוון להפליא לאתר את הירידה באור הכוכבים שנגרמה כתוצאה ממעבר של Exoplanet.
הירידה באור הכוכבים היא זעירה, וקשה מאוד לגלות. אבל קפלר נבנה לצורך זה. חללית קפלר, בשילוב תצפיות מעקב עם טלסקופים אחרים, יכלו גם לקבוע את גודל הכוכב ואפילו לקבל אינדיקציה לצפיפות הכוכב ולמאפיינים אחרים.
מדענים חשדו בתוקף כי נתוני קפלר אינם מייצגים את אוכלוסיית האקסופלאנטים בגלל הטיית הדגימה. הכל מסתכם בפרטי האופן שבו קפלר משתמש בשיטת המעבר כדי למצוא exoplanets.
מכיוון שקפלר בדק למעלה מ- 200,000 כוכבים כדי לאתר טבליות באור הכוכבים שנגרמו כתוצאה ממעבר Exoplanets, חלק גדול מהניתוח של נתוני קפלר היה צריך להיעשות על ידי מחשבים. (אין מספיק תלמידי אסטרונומיה מרוששים בעולם כדי לעשות את העבודה.) כך מדענים סמכו על אלגוריתמים כדי לסרוק את נתוני קפלר למעברים.
"אלגוריתמי חיפוש סטנדרטיים מנסים לזהות טיפות בהירות פתאומיות", מסביר ד"ר רנה הלר מ- MPS, המחבר הראשון של הפרסומים הנוכחיים. עם זאת, במציאות, דיסק מהמם נראה מעט כהה יותר בקצה מאשר במרכז. כאשר כוכב לכת נע מול כוכב, הוא תחילה חוסם פחות אור כוכבים מאשר באמצע המעבר. העמעום המרבי של הכוכב מתרחש במרכז המעבר רגע לפני שהכוכב מתבהר בהדרגה, "הוא מסביר.
כאן מתחיל להיות איתור של איתור exoplanet. לא רק שכוכב לכת גדול יותר גורם לירידה רבה יותר בבהירות מאשר כוכב לכת קטן יותר, אלא שגם בהירותו של כוכב משתנה באופן טבעי, מה שמקשה על כוכבי הלכת הקטנים עוד יותר לאיתור.
הטריק של הלר וצוות האסטרונומים היה לפתח אלגוריתם אחר או אולי "חכם יותר" שלוקח בחשבון את עקומת האור של כוכב. עבור מתבונן כמו קפלר, אמצע הכוכב הוא הבהיר ביותר, וכוכבי לכת גדולים גורמים לעמעום מהיר מאוד מובהק ומהיר של האור. אבל מה בקצה, או בגפה, של כוכב. האם יתכן שמעברים של כוכבי לכת קטנים יותר לא התגלו באור העמום הזה?
על ידי שיפור הרגישות של אלגוריתם החיפוש הצליח הצוות לענות על השאלה הזו ב"כן "משכנע.
"ברוב המערכות הפלנטאריות שלמדנו, כוכבי הלכת החדשים הם הקטנים ביותר."
קאי רודנבק, אוניברסיטת גוטינגן, MPS.
"האלגוריתם החדש שלנו עוזר לצייר תמונה ריאליסטית יותר של אוכלוסיית האקספלנט בחלל," מסכם מייקל היפק ממצפה הכוכבים זונברג. "שיטה זו מהווה צעד משמעותי קדימה, במיוחד בחיפוש אחר כוכבי לכת דמויי כדור הארץ."
התוצאה? "ברוב המערכות הפלנטאריות שלמדנו, כוכבי הלכת החדשים הם הקטנים ביותר," אמר המחבר הקאי קאי רודנבק מאוניברסיטת גטינגן ומכון מקס פלאנק לחקר מערכות שמש. לא רק שהם מצאו 18 כוכבי לכת נוספים בגודל כדור הארץ, אלא שהם מצאו את האקסופלנט הקטן ביותר עד כה, רק 69% מגודל כדור הארץ. והגדול מבין 18 הוא בקושי כפול מגודל כדור הארץ. זאת בניגוד חריף לרוב exoplanets שמצא קפלר, שנמצאים בטווח הגודל של יופיטר ושבתאי.
לא רק שכוכבי הלכת החדשים הללו קטנים, אלא שהם קרובים יותר לכוכבים שלהם מאשר אחיהם שהתגלו בעבר. אז לא רק שהאלגוריתם החדש נותן לנו תמונה מדויקת יותר של אוכלוסיות של אקסלופנטים לפי גודל, הוא גם נותן לנו תמונה ברורה יותר של מסלוליהם.
בשל קרבתם לכוכביהם, מרבית כוכבי הלכת הללו הם חריצים עם טמפרטורת פני שטח העולה על 100 צלזיוס, וחלקם עולים על 1,000 צלזיוס. אבל יש יוצא מן הכלל אחד: אחד מהם מקיף כוכב ננס אדום ונראה שהוא נמצא באזור המגורים, בו מים נוזלים עשויים להתקיים.
יתכן וישנם יותר Exoplanets קטנים יותר מוסתרים בנתוני קפלר. עד כה הלר וצוותו השתמשו רק בטכניקה החדשה שלהם בכמה מהכוכבים שנבדקו על ידי קפלר. הם התמקדו במעט יותר מ -500 כוכבי קפלר שכבר היו ידועים כמארחים exoplanets. מה הם ימצאו אם יבדקו את 200,000 הכוכבים האחרים?
זו עובדה מדעית שלכל שיטה למדידת משהו יש הטיית דגימה אינהרנטית. זה אחד האילוצים בכל מחקר מדעי. הצוות העומד מאחורי האלגוריתם החדש של ה- Exoplanet מכיר במלואו שהשיטה שלהם עשויה להכיל גם הטיית דגימה.
כוכבי לכת קטנים יותר במסלול מרוחק יותר יכולים להיות בעלי תקופות מסלול ארוכות מאוד. במערכת השמש שלנו לוקח לפלוטו 248 שנים להשלים מסלול אחד סביב השמש. כדי לזהות כוכב לכת כזה, זה עשוי לארוך עד 248 שנות תצפית לפני שגילינו מעבר.
עם זאת, הם מראים שהם ימצאו יותר ממאה Exoplanets בגודל כדור הארץ בשאר הנתונים של קפלר. זה לא מעט, אבל יכול להיות הערכה צנועה, בהתחשב בכך שנתוני קפלר מכסים מעל 200,000 כוכבים.
חוזקו של אלגוריתם החיפוש החדש יתפרש מעבר לנתוני קפלר. לדברי פרופ 'ד"ר לורן גיזון, מנכ"ל ה- MPS, משימות ציד כוכבי לכת עתידיות יכולות גם להשתמש בהן כדי לצמצם את תוצאותיהם. "שיטה חדשה זו מועילה במיוחד גם להכנה לקראת המשימה הקרובה של PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of Stars) שתושק בשנת 2026 על ידי סוכנות החלל האירופית", אמר פרופ 'גיזון.
הצוות פרסם את תוצאותיו בכתב העת Astronomy and Astrophysics. העיתון שלהם נקרא "סקר מעבר פחות ריבועים. ב. גילוי ותיקוף של 17 כוכבי לכת חדשים מתחת לגודל האדמה במערכות רב-כוכב לכת מ- K2. "
