Tres «exoplanetas» convertidos en estrellas

ilustración de estrellas y planetas

Entre los miles de exoplanetas conocidos, los astrónomos del Instituto Tecnológico de Massachusetts han identificado tres estrellas que en realidad son estrellas. En la foto, la interpretación de un artista de las estrellas y los planetas. crédito: NASA

Entre los miles de exoplanetas conocidos,[{» attribute=»»>MIT astronomers flag three that are actually stars.

The first worlds beyond our solar system were discovered three decades ago. Since then, close to 5,000 exoplanets have been confirmed in our galaxy. Astronomers have detected another 5,000 planetary candidates — objects that might be planets but have yet to be confirmed. Now, the list of planets has shrunk by at least three.

In a study published on March 15, 2022, in the Astronomical Journal, MIT astronomers report that three, and potentially four, planets that were originally discovered by NASA’s Kepler Space Telescope are in fact misclassified. Instead, these suspected planets are likely small stars.

The team used updated measurements of planet-hosting stars to double-check the size of the planets, and identified three that are simply too big to be planets. With new and better estimates of stellar properties, the researchers found that the three objects, which are known as Kepler-854b, Kepler-840b, and Kepler-699b, are now estimated to be between two and four times the size of Jupiter.

“Most exoplanets are Jupiter-sized or much smaller. Twice [the size of] Júpiter ya sospecha. «Más grande que eso no podría ser un planeta, y eso es lo que encontramos», dice el primer autor del estudio, Prajwal Niraula, estudiante graduado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.

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El cuarto planeta, Kepler-747b, tiene aproximadamente 1,8 veces el tamaño de Júpiter, que es comparable al más grande de los planetas confirmados. Pero Kepler-747b está relativamente lejos de su estrella y la cantidad de luz que recibe es demasiado pequeña para sostener un planeta de su tamaño. El equipo concluyó que el estado de Kepler 747b es cuestionable pero no del todo inverosímil.

«En general, este estudio hace que la lista actual de planetas sea más completa», dice el autor del estudio Avi Shporer, científico investigador del Instituto Kavli de Astrofísica e Investigación Espacial del MIT. La gente confía en esta lista para estudiar la población del planeta en su conjunto. Si está utilizando una muestra con pocos intrusos, sus resultados pueden ser inexactos. Por lo tanto, es importante que la lista de planetas no esté contaminada».

También entre los coautores del estudio se encuentran Ian Wong, becario postdoctoral de la NASA en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA, y el profesor asociado del MIT Julian De Wit.

Excelentes actualizaciones

Eliminar a los impostores planetarios no era el objetivo inicial del equipo. Niraula originalmente estaba destinado a buscar sistemas con signos de deformación de las mareas.

“Si tienes dos cuerpos que están muy juntos, la atracción de uno hará que el otro tenga forma de huevo, o elipsoide, lo que te da una idea de lo grande que es este compañero”, explica Niraula. «Entonces puedes determinar si es un sistema estelar o un planeta estelar, en base a esas nubes de marea».

Mientras revisaba el catálogo de Kepler, encontró una señal de Kepler-854b que parecía demasiado grande para ser verdad.

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«De repente teníamos un sistema en el que vimos esta señal elíptica que era enorme, y de inmediato supimos que no podía ser de un planeta», dice Sporer. «Entonces pensamos que algo no cuadraba».

Luego, el equipo echó un segundo vistazo tanto a la estrella como al candidato planetario. Al igual que con todos los planetas descubiertos por Kepler, Kepler-854b se observó a través del descubrimiento de tránsitos: una caída periódica en la luz de las estrellas que indica la posibilidad de que un planeta pase frente a su estrella. La profundidad de esta gota representa la relación entre el tamaño de un planeta y el tamaño de su estrella. Los astrónomos pueden calcular el tamaño de un planeta basándose en lo que saben sobre el tamaño de la estrella. Pero con el descubrimiento de Kepler-854b en 2016, su tamaño se basó en estimaciones estelares que eran menos precisas que las actuales.

Actualmente, las mediciones más precisas de las estrellas provienen de la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea, un observatorio espacial diseñado para medir con precisión las propiedades y trayectorias de las estrellas en un mapa mundial.[{» attribute=»»>Milky Way. In 2016, Gaia’s measurements of Kepler-854 were not yet available. Given the stellar information that was available, the object seemed to be a plausible-sized planet. But Niraula found that with Gaia’s improved estimates, Kepler-854b turned out to be much larger, at three times the size of Jupiter.

“There’s no way the universe can make a planet of that size,” Shporer says. “It just doesn’t exist.”

Tiny corrections

The team confirmed that Kepler-854b was a planetary “false positive” — not a planet at all, but instead, a small star orbiting a larger host star. Then they wondered: Could there be more?

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Niraula searched through the Kepler catalog’s more than 2,000 planets, this time for significant updates to the size of stars provided by Gaia. He ultimately discovered three stars whose sizes significantly changed based on Gaia’s improved measurements. From these estimates, the team recalculated the size of the planets orbiting each star, and found them to be about two to four times Jupiter’s size.

“That was a very big flag,” Niraula says. “We now have three objects that are now not planets, and the fourth is likely not a planet.”

Going forward, the team anticipates that there won’t be many more such corrections to existing exoplanet catalogs.

“This is a tiny correction,” Shporer says. “It comes from the better understanding of stars, which is only improving all the time. So, the chances of a star’s radius being so incorrect are much smaller. These misclassifications are not going to happen many times more.”

Reference: “Revisiting Kepler Transiting Systems: Unvetting Planets and Constraining Relationships among Harmonics in Phase Curves” by Prajwal Niraula, Avi Shporer, Ian Wong and Julien de Wit, 15 March 2022, Astronomical Journal.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac4f64

This research was supported in part by NASA.

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