Földméretű, lakható bolygót találtak a Kepler adataiban – ezért érdemes emberi szemmel is ellenőrizni az algoritmusokat

14514

A NASA Kepler-űrtávcsövének adatait újra elemezve földméretű exobolygót talált egy kutatócsoport egy csillag lakhatósági zónájában, vagyis a csillagtól olyan távolságra, ahol egy kőzetbolygón folyékony állapotban maradhat meg a víz.

Illusztráció a Kepler-1649c jelű exobolygóról, amely egy vörös törpecsillag körül kering. (Forrás: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter)

A kutatók akkor bukkantak rá a Kepler-1649c jelzésű exobolygóra, amikor a 2018-ban nyugdíjazott űrtávcső régi adatait nézték át. A korábbi, számítógépes algoritmussal végzett vizsgálat az égitestet a téves pozitív kategóriába sorolta, de amikor a kutatók újra átnézték egyesével az adatokat, minden görbét emberi szemmel is kiértékelve, találtak egy új exobolygót. A Kepler által felfedezett összes bolygó közül mérete és becsült hőmérséklete alapján ez a 300 fényévnyire lévő, távoli világ hasonlít legjobban a Földre.

Az újonnan felfedezett világ mérete a Föld méretének csupán 1,06-szorosa. A fény, amelyet csillagától kap, a Föld Naptól kapott fénymennyiségének 75 százaléka, ami azt jelenti, hogy hőmérséklete hasonló lehet a Földéhez. Azonban bolygónktól eltérően ez az exobolygó egy vörös törpe körül kering. Bár ebben a rendszerben még nem észleltünk hasonlót, a vörös törpecsillag olyan hatalmas energiakitöréseket, flereket produkálhat, amelyektől a bolygó környezete ellenségessé válhat az élet számára.

A Föld és a Kepler-1649c összehasonlítása. Az exobolygó sugara csupán a Föld sugarának 1,06-szorosa. (Forrás: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter)

A Kepler-1649c még sok titkot rejteget, például nem tudjuk, van-e légköre, ami befolyásolná a bolygó hőmérsékletét. A méretére vonatkozó jelenlegi számításokban jelentős a hibahatár, ahogy a csillagászatban minden érték esetében, amikor távoli égitesteket vizsgálunk. A vörös törpecsillagok körül keringő kőzetbolygók emellett asztrobiológiai érdeklődésre is számot tartanak. Az asztrobiológusoknak azonban sokkal több információra van szükségük ahhoz, hogy lássák, alkalmas-e a bolygó az általunk ismert életre vagy sem. Jelenlegi ismereteink szerint a Kepler 1649c különösen érdekes azoknak a kutatóknak, akik lakható világokat keresnek.

Vannak más exobolygók, amelyek a becslések szerint közelebb állnak méretben a Földhöz, így például a TRAPPIST-1f és egyes számítások szerint a Teegarden c. Vannak, amelyek hőmérsékletükben hasonlítanak jobban a Földre, mint a TRAPPIST-1d és a TOI 700d. De nincs még egy olyan exobolygó, amely mindkét értékében hasonlít a Földre, és szintén a rendszer lakhatósági zónájában kering.

„Az összes tévesen azonosított bolygó közül, amelyeket igazoltunk, ez az egy különösen érdekes. Nem csak azért, mert a lakhatósági zónában van és földméretű, de azért is, amilyen kölcsönhatásban állhat szomszédos bolygójával.” – mondta Andrew Vanderburg (University of Texas), a The Astrophysical Journal Letters folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője. „Ha nem néztük volna át az algoritmus munkáját, akkor nem találtuk volna meg.”

A Kepler-1649c egy kicsi vörös törpecsillag körül kering olyan közel, hogy egy év ezen a bolygón 19,5 földi napig tart. A rendszerben van még egy hasonló méretű kőzetbolygó, de az feleakkora távolságra van a csillagtól, mint a Kepler-1649c, hasonlóan a Vénuszhoz, amely szintén nagyjából feleannyi távolságra van a Naptól, mint a Föld. A vörös törpék a galaxis leggyakoribb csillagai között vannak, így az ehhez hasonló bolygók többen lehetnek, mint korábban gondoltuk.

A Kepler küldetés kutatói korábban kifejlesztettek egy algoritmust, a Robovettert, hogy segítsen átnézni a Kepler-űrtávcső által gyűjtött hatalmas mennyiségű adatot. A Kepler tranzitmódszerrel kereste a bolygókat, vagyis a csillagok fényességváltozásait figyelte, amikor elhaladnak előttük a bolygóik.

A fényességcsökkenéseket legtöbbször más jelenségek okozzák, akár a csillag fényességének természetes változásai, akár más kozmikus objektumok, amelyek elhaladnak előtte, így azt hihetjük, hogy bolygót látunk ott, ahol valójában nincs. A Robovetternek az volt a dolga, hogy megtalálja azt a 12 százalék fényességcsökkenést, amelyet valódi bolygók okoztak. Azokat a fényességcsökkenéseket, amelyeket más események okoztak, a Robovetter a „hamis pozitív” címkével látta el.

Mivel rengeteg furcsa jel is volt az adatokban, a csillagászok tudták, hogy az algoritmus követhet el hibákat, ezért az ellenőrzésre létrehozták a Kepler Hamis Pozitív Munkacsoportot. A kutatócsoport feladata, hogy átnézze a Robovetter munkáját, megvizsgálja az összes hamis pozitív találatot, hogy biztosan tudjuk, tényleg hibáról van-e szó, nem pedig exobolygóról. Ennek köszönhetően kevesebb potenciális felfedezésről csúszunk le. Ahogy most kiderült, a Robovetter rosszul azonosította a Kepler-1649c-t.

A kutatók az elemzési folyamatok további automatizálására törekszenek, hogy a lehető legtöbb eredményt hozzák ki az adatokból, ugyanakkor ez a felfedezés rámutat, mennyire fontos az automatizált munka emberi aggyal történő ellenőrzése. Még hat évvel azután is, hogy a Kepler abbahagyta az adatgyűjtést az eredeti területen, amelyet 2009 és 2013 között vizsgált, a gondos elemzés megtalálta az eddigi legkülönlegesebb, Földhöz hasonló bolygót.

A Kepler-1649c nem csak a mérete és a csillagától kapott energia szempontjából érdekes, de teljesen új betekintést enged az egész rendszerbe is. A rendszer külső bolygója éppen annyi idő alatt kerüli meg kilencszer a csillagát, míg a belső bolygó négyszer. Az a tény, hogy a két bolygó pályájának aránya ilyen, azt jelzi, hogy a rendszer maga rendkívül stabil, és hosszú ideig fenn fog maradni.

Elképzelés a Kepler-1649c felszínéről. (Forrás: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter)

A szinte tökéletes periódusarányokat gyakran az úgynevezett keringési rezonancia okozza, de a 9:4 arány viszonylag ritka a bolygórendszereknél. A rezonancia általában 2:1 vagy 3:2 arányt vesz fel. Bár ez nem bizonyított, a ritka arány talán egy középső bolygó jelenlétére utal, amely mind a belső, mind a külső bolygóval szinkronban kering, két 3:2 rezonanciát hozva létre.

A kutatócsoport kereste a rejtélyes harmadik bolygót, de nem talált bizonyítékot a létezésére. Lehet, hogy túl kicsi, vagy a keringési síkjának dőlése miatt lehetetlen a Kepler tranzitmódszerével rátalálni.  

Annyi biztos, hogy ez a rendszer egy újabb, a lakhatósági zónában egy vörös törpecsillag körül keringő, földméretű bolygóval örvendeztetett meg bennünket. Ezeknek a kicsi és halvány csillagoknak a bolygói nagyon közel kell, hogy keringjenek a csillagukhoz, hogy a lakhatósági zónán belül legyenek – ott, ahol se túl meleg, se túl hideg nincsen ahhoz, hogy megmaradhasson rajtuk az általunk ismert élet. Bár ez csak egy példa a sok közül, egyre több bizonyítékot találunk arra, hogy a vörös törpék körül gyakoriak az ehhez hasonló bolygók.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás