NASA's productieve Kepler-ruimtetelescoop, die bijna vijf jaar geleden zijn krachtige oog sloot, bleef exoplaneten vinden, zelfs toen hij zijn laatste adem uitblies.
Een team van astrofysici en amateurastronomen die de nieuwste gegevens van Kepler verwerken, zeggen dat ze twee nieuwe werelden en een "kandidaat"-planeet hebben gevonden in een nauwe baan rond drie zwakke sterren op ongeveer 400 lichtjaar van de aarde.
Tot nu toe zijn dit de enige exoplaneten die zijn ontdekt in de nieuwste dataset van de telescoop, waardoor ze de laatste werelden zijn die Kepler zag voordat de brandstof op was en eind 2018 werd stilgelegd.
"Dit zijn redelijk gemiddelde planeten in het grote schema van Kepler-waarnemingen", zei Alice Incha, een senior wetenschapper aan de Universiteit van Wisconsin-Madison en hoofdauteur van de nieuwe studie, in een NASA-verklaring. "Maar ze zijn fascinerend omdat Kepler ze de laatste paar dagen van zijn operatie heeft waargenomen. Dit toont aan hoe goed Kepler op planeten jaagde, zelfs aan het einde van zijn leven."
De Kepler-telescoop werd in maart 2009 gelanceerd om 150 geselecteerde sterren in het sterrenbeeld Cygnus te observeren, met een primaire missie die naar verwachting 000 jaar zal duren. Het ruimtevaartuig documenteerde dalingen in sterlicht die wezen op de aanwezigheid van planeten in een baan, een methode die bekend staat als de "transit-methode".
De eerste vier jaar van Kepler in de ruimte verliepen soepel. Maar in 2013 faalden twee van de vier vliegwielen - apparaten die cruciaal zijn om het observatorium op zijn doelen te richten - en het kon niet langer precies op de sterren focussen.
Een jaar later vonden wetenschappers een oplossing waarbij de twee werkende vliegwielen van de telescoop en de motoren aan boord werden gebruikt om een enigszins precair maar werkbaar evenwicht te behouden. Kepler bleef nog vier jaar opereren en keek elke 80 dagen naar verschillende delen van de lucht, tijdens een nieuwe missie die bekend staat als K2, waarin het honderden exoplaneten ontdekte.
Tegen het einde van augustus 2018 was het waarnemingsvermogen van Kepler zo verslechterd dat de K2-campagne 19 van een maand – de laatste waarnemingscyclus van Kepler – slechts een week aan gegevens van hoge kwaliteit opleverde, schreef het team in nieuw onderzoek.
In deze beperkte dataset, die informatie bevatte over 33 extra sterren, nam het team elk één transit waar voor drie exoplaneten rond 000D-sterren. Twee van deze planeten draaien om koele rode dwergsterren en zijn wat astronomen mini-Neptunes noemen: K2-416 b, die 2,6 keer breder is dan de aarde en elke 13 aardse dagen om zijn ster draait; en K2-417 b, die drie keer zo breed is als de aarde en elke 6,5 dagen om zijn ster draait.
Beide planeten zijn kleiner dan Neptunus. Volgens de onderzoekers zijn ze omgeven door een hete, ijle atmosfeer en zijn ze waarschijnlijk niet geschikt voor leven. Een derde kandidaat in een baan om een zonachtige ster genaamd EPIC 245978988 is nog niet bevestigd.
Om er zeker van te zijn dat ze daadwerkelijk planeten zagen en geen valse positieven vanwege bijvoorbeeld twee sterren in een nauwe baan om de aarde, analyseerde het team ook gegevens van mindere kwaliteit die Kepler iets meer dan een week voor de ontmanteling verzamelde.
"We probeerden te begrijpen welke laatste informatie we eruit kunnen persen", zegt co-auteur Andrew Vanderburgh, hoogleraar natuurkunde aan het Institute of Astrophysics and Space Research. Kavli van het Massachusetts Institute of Technology, in een andere verklaring. 'En we werken echt aan de laatste dagen, de laatste minuten van de waarnemingen die Kepler heeft verzameld.
Volgens de onderzoekers werkten de motoren van de telescoop op deze laatste momenten onstabiel, wat leidde tot scherpe sprongen in de verzamelde "lichtcurven". Om de aanwezigheid van K2-416 b en K2-417 b te bevestigen, zocht het team naar een tweede transit van de planeten rond hun respectieve sterren. Ze ontdekten dat de lichtcurven van de sterren tot dezelfde diepte en duur vielen als tijdens de eerste gedetecteerde transit, wat bevestigt dat de kandidaten echte exoplaneten zijn.
Voor beide gedetecteerde transits onderzocht een team van amateurastronomen visueel de lichtcurven van alle 33 sterren, in plaats van te vertrouwen op de geautomatiseerde methoden die doorgaans worden gebruikt om exoplaneten te vinden, aldus de studie.
"Mensen die visuele studies doen - die met hun ogen naar de gegevens kijken - kunnen nieuwe patronen in de lichtcurven opmerken en afzonderlijke objecten vinden die moeilijk te detecteren zijn met geautomatiseerde zoekopdrachten. En zelfs wij kunnen ze niet allemaal vangen", zei co-auteur Tom Jacobs, een lid van het Visual Studies Group-team, in een NASA-verklaring. "Ik heb de volledige waarnemingen van K2 drie keer visueel onderzocht en er wachten nog steeds ontdekkingen om ontdekt te worden."
Voor verdere bevestiging keek het team naar beeldarchieven van de afgelopen 70 jaar om de mogelijkheid uit te sluiten dat achtergrondsterren valse positieven zouden kunnen veroorzaken. Ze vonden dergelijke mogelijke complicaties niet voor K2-416 b en K2-417 b, wat hun status als planeten verder bevestigde. Maar een derde, onbevestigde exoplaneet heeft mogelijk een "bleekrode metgezel" die heel dicht bij de ster draait, die momenteel moeilijk te identificeren is.
Om de identiteit van K2-417 b te bevestigen, gebruikten de onderzoekers ook NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), die in 2018 voor hetzelfde doel als Kepler werd gelanceerd. TESS, dat tot nu toe meer dan 93% van de hemel in kaart heeft gebracht, vierde onlangs vijf jaar in de ruimte.
Lees ook: