Shkencëtarët zbulojnë një planet gjigant të ngjashëm me Jupiterin në të dhënat e NASA TESS

Tom Jacobs nga Bellevue, Uashington, që nga viti 2010, ka marrë pjesë në projekte vullnetare në internet që lejojnë këdo që është i interesuar – “shkencëtarët qytetarë” – të shikojë përmes të dhënave të teleskopit të NASA-s për shenja të ekzoplaneteve, planetëve përtej sistemit tonë diellor. Tani, Jacobs ka ndihmuar në zbulimin e një planeti gjigant të gaztë rreth 379 vite dritë nga Toka, që rrotullohet rreth një ylli me të njëjtën masë si Dielli.

Planeti i madhësisë së Jupiterit është i veçantë për astronomët sepse viti i tij 261-ditor është i gjatë në krahasim me shumë gjigantë të njohur gazi jashtë sistemit tonë diellor. Rezultati sugjeron gjithashtu se planeti është pak më larg nga ylli i tij sesa Venusi nga Dielli. Zbulimi u publikua në Astronomical Journal dhe u prezantua në një ngjarje shtypi virtuale të Shoqatës Amerikane Astronomike më 13 janar.

Zbulimi i këtij planeti dhe përcaktimi i madhësisë dhe masës së tij kërkonte një bashkëpunim të madh midis astronomëve profesionistë dhe shkencëtarëve qytetarë si Jacobs. Për të gjurmuar planetin, ata u angazhuan në “një përpjekje globale bashkimi, sepse ne të gjithë duhet ta ndjekim atë së bashku për të mbajtur sytë në këtë planet të veçantë”, tha Paul Dalba, astronom në Universitetin e Kalifornisë, Riverside, dhe autori kryesor i studim.

“Zbulimi dhe publikimi i TOI-2180 b ishte një përpjekje e madhe grupore që tregonte se astronomët profesionistë dhe shkencëtarët qytetarë me përvojë mund të punojnë me sukses së bashku,” tha Jacobs. “Është sinergji në rastin më të mirë.”

Nënshkrimi për planetin e sapo zbuluar fshihej në të dhënat nga Satelliti Transiting Exoplanet Survey i NASA-s, ose TESS. Duke përdorur të dhënat TESS, shkencëtarët kërkojnë ndryshime në shkëlqimin e yjeve të afërt, të cilat mund të tregojnë praninë e planetëve që rrotullohen.

Jacobs është pjesë e një grupi shkencëtarësh qytetarë që shikojnë parcelat e të dhënave TESS, që tregojnë ndryshimin e shkëlqimit të një ylli me kalimin e kohës, në kërkim të planetëve të rinj. Ndërsa astronomët profesionistë përdorin algoritme për të skanuar automatikisht dhjetëra mijëra pika të dhënash nga yjet, këta shkencëtarë qytetarë përdorin një program të quajtur LcTools, krijuar nga Alan R. Schmitt, për të inspektuar të dhënat e teleskopit me sy. Kjo është arsyeja pse grupi i Jacobs, i cili përfshin disa shkencëtarë qytetarë dhe dy astronomë veteranë, e quan veten Grupi i Anketimit Vizual. Shumë prej tyre u takuan ndërsa punonin në Planet Hunters, një projekt shkencor i financuar nga NASA përmes Zooniverse që u fokusua në të dhënat nga anija kozmike Kepler e NASA-s.

Më 1 shkurt 2020, Jacobs vuri re një komplot që tregonte zbehjen e dritës së yjeve nga TOI-2180 me më pak se gjysmë për qind dhe më pas u kthye në nivelin e saj të mëparshëm të ndriçimit gjatë një periudhe 24-orëshe, e cila mund të shpjegohet nga një planet në orbitë që është i tha “tranzit” teksa kalon para yllit nga këndvështrimi ynë. Duke matur sasinë e dritës që zbehet ndërsa planeti kalon, shkencëtarët mund të vlerësojnë se sa i madh është planeti dhe, në kombinim me matje të tjera, dendësia e tij. Por një tranzit mund të shihet vetëm nëse një yll dhe planeti i tij rreshtohen me teleskopë që i kërkojnë.

Një grafik që tregon dritën e yjeve me kalimin e kohës quhet “kurbë e dritës”. Grupi Visual Survey njoftoi dy bashkëpunëtorë profesionistë shkencëtarë – Paul Dalba në Universitetin e Kalifornisë, Riverside dhe Diana Dragomir, asistente profesore në Universitetin e New Mexico, se kjo kurbë drite ishte potencialisht interesante.

“Me këtë zbulim të ri, ne po shtyjmë gjithashtu kufijtë e llojeve të planetëve që mund të nxjerrim nga vëzhgimet e TESS,” tha Dragomir. “TESS nuk ishte projektuar posaçërisht për të gjetur ekzoplanete të tilla me orbita të gjata, por ekipi ynë, me ndihmën e shkencëtarëve qytetarë, megjithatë po gërmon këto xhevahire të rralla.”

Algoritmet kompjuterike të përdorura nga astronomët profesionistë janë krijuar për të kërkuar planetë duke identifikuar ngjarje të shumta tranziti nga një yll i vetëm. Kjo është arsyeja pse inspektimi vizual i shkencëtarëve qytetarë është kaq i dobishëm kur ka vetëm një tranzit në dispozicion. Meqenëse ky është i vetmi shembull i zbehjes së yllit TOI-2180 b në këtë grup të dhënash, ai quhet “ngjarje e vetme transit”.

“Përpjekja manuale që ata bënë është me të vërtetë e rëndësishme dhe vërtet mbresëlënëse, sepse në fakt është e vështirë të shkruhet kodi që mund të kalojë përmes një milion kthesa drite dhe të identifikojë ngjarje të vetme tranziti në mënyrë të besueshme,” tha Dalba. “Kjo është një fushë ku njerëzit ende po e mposhtin kodin.”

Por si mund të përjashtonte ekipi shpjegime të tjera për rënien e shkurtër në dritën e yjeve? A mund të ishin të sigurt se kishin gjetur një planet? Ata do të kishin nevojë për vëzhgime të mëtejshme.

Për fat të mirë, Dalba ishte në gjendje të rekrutonte Teleskopin Automated Planet Finder në Observatorin Lick në Kaliforni. “Unë e përdor atë teleskop për të matur lëkundjen e yllit për të përcaktuar më pas se sa masiv është ky planet, nëse është fare një planet,” tha ai. Ekipi hulumtues përdori gjithashtu teleskopin Keck I në Observatorin W. M. Keck në Hawaii për të kryer disa nga këto matje kur Observatori Lick u kërcënua nga zjarret.

Me 27 orë vëzhgime të shpërndara në më shumë se 500 ditë, Dalba dhe kolegët vëzhguan tërheqjen gravitacionale të planetit mbi yllin, gjë që i lejoi ata të llogaritnin masën e planetit dhe të vlerësonin një sërë mundësish për orbitën e tij. Megjithatë, ata donin të vëzhgonin tranzitin e planetit kur ai u kthye për të konfirmuar orbitën. Fatkeqësisht, gjetja e një ngjarjeje të dytë tranziti do të ishte e vështirë, sepse kishte kaq shumë pasiguri se kur planeti do të kalonte përsëri faqen e yllit të tij.

Dalba vazhdoi dhe organizoi një fushatë vëzhgimi duke përfshirë astronomë profesionistë dhe shkencëtarë qytetarë duke përdorur teleskopë në 14 vende në tre kontinente në gusht 2020. Për të mbështetur fushatën, Dalba kampoi për pesë netë në Parkun Kombëtar Joshua Tree të Kalifornisë dhe kërkoi tranzitin me dy teleskopë amatore portativë. Përpjekja bashkëpunuese dha 55 grupe të dhënash gjatë 11 ditëve.

Në fund të fundit, asnjë nga këta teleskopë nuk e zbuloi planetin me besim. Megjithatë, mungesa e një zbulimi të qartë në këtë periudhë kohore vendos një kufi se sa e gjatë mund të jetë orbita, duke treguar një periudhë prej rreth 261 ditësh. Duke përdorur këtë vlerësim, ata parashikojnë se TESS do ta shohë planetin të kalojë përsëri yllin e tij në shkurt 2022.