En el artículo de National Geographic sobre el anuncio de la NASA de nuevos planetas descubiertos por la nave espacial Kepler, se afirma que hay 4.175 planetas candidatos. ¿Cuál es el proceso para examinar estos planetas candidatos? ¿Cómo sabemos que existen sin saber si son planetas? ¿O son candidatos porque los datos sugieren que un planeta podría estar allí pero necesitamos datos más detallados o más análisis antes de poder confirmarlo?
Respuestas:
Los "candidatos" planetarios son los objetos de interés de Kepler (KOI) que tienen una curva de luz de tránsito y han pasado una serie de pruebas de observación. Son candidatos, porque aunque muestran un tránsito en la curva de luz de la estrella en cuestión, no hay confirmación independiente de una masa planetaria.
Un problema a superar es el de los "falsos positivos". Hay otros fenómenos astrofísicos además de los planetas que pueden imitar un tránsito exoplanetario en una curva de luz de Kepler. Por ejemplo, un binario estelar de incidencia de pastoreo puede producir lo que parece un tránsito en una curva ligera; también puede una alineación casual de una estrella con una estrella binaria eclipsante de fondo. También hay una serie de anomalías instrumentales, de modo que una señal en una parte de un CCD o el campo Kepler puede producir un "fantasma" en otra posición que podría parecer un tránsito.
Si puede obtener una espectroscopia detallada que incluya mediciones precisas de la velocidad radial, generalmente puede descartar la mayoría de estos falsos positivos, en gran medida al obtener una restricción de masa para el compañero.
Incluso cuando tiene una señal de tránsito muy limpia y puede estimar un radio planetario, un problema adicional es que una amplia gama de masas produce objetos con radios muy similares. es decir. las enanas marrones más masivas tienen radios muy similares a los exoplanetas. Nuevamente, solo una estimación de masa, ya sea a través de mediciones de velocidad radial o, a veces, a través de "variaciones de tiempo de tránsito" si el objeto está en un sistema de exoplanetas múltiples.
Ahora el problema con los KOI es que muchas de estas estrellas son demasiado débiles ( ) para hacer el tipo de espectroscopía detallada que es fácilmente posible en los exoplanetas mucho más brillantes alrededor de las estrellas que se encuentran en, por ejemplo, las encuestas terrestres HATNET o WASP de estrellas brillantes.
Entonces, lo que puede hacer es abordar el problema estadísticamente, identificando los tipos de falsos positivos que pueda tener, cuantificando su influencia y desechando objetos sospechosos (ver, por ejemplo, Batalha 2012 ). La sección 4 de este documento describe en detalle algunas de las pruebas que se realizan: por ejemplo, comparar las profundidades de los tránsitos pares e impares para buscar asimetrías que indiquen binarios de incidencia de pastoreo; buscando entre tránsitos un eclipse secundario que también indicaría un compañero estelar; la forma del tránsito es diagnóstica pero no puede descartar fácilmente un candidato planetario; buscando el movimiento del "fotocentro" de la fuente: si el fotocentro se mueve durante un tránsito, podría indicar una curva de luz binaria diluida y eclipsada de fondo.
Un artículo anterior de Morton & Johnson (2011) afirmó, sobre la base de un enfoque de síntesis de población, que los falsos positivos astrofísicos se limitaban a menos del 10%. Sin embargo, un artículo reciente de Coughlin et al. (2014) analiza cómo se pueden probar los efectos instrumentales comparando los períodos de tránsito con los períodos de otros objetos conocidos en el campo de visión de Kepler. Afirman que alrededor del 30% de los KOI pueden ser falsos positivos. De cualquier manera, parece que la gran mayoría de los KOI son exoplanetas, pero identificar cuáles no requerirá un seguimiento detallado.