In zijn zoektocht naar exoplaneten - planeten buiten ons zonnestelsel - sporen NASA's Kepler-telescoop achter de aarde, het meten van de helderheid van sterren die mogelijk planeten bevatten. Het instrument identificeert potentiële planeten rond andere sterren door te zoeken naar dips in de helderheid van de sterren die optreden wanneer planeten elkaar kruisen voor, of doorvoer, hen. Typisch, computerprogramma's markeren de sterren met deze helderheidsdips, dan kijken astronomen naar elk van hen en beslissen of ze echt een planeetkandidaat zouden kunnen huisvesten.

Gedurende de drie jaar van de K2-missie, 287, 309 sterren zijn waargenomen, en elke paar maanden komen er nog tienduizenden bij. Dus hoe doorzoeken astronomen al die gegevens?

Doe mee aan het burgerwetenschappersproject van Exoplanet Explorers, ontwikkeld door UC Santa Cruz-astronoom Ian Crossfield en Caltech-stafwetenschapper Jessie Christiansen. Exoplanet Explorers wordt gehost op Zooniverse, een online platform voor crowdsourcingonderzoek.

"Mensen kunnen overal inloggen en leren hoe echte signalen van exoplaneten eruit zien, en kijk dan door de feitelijke gegevens die zijn verzameld met de Kepler-telescoop om te stemmen over het al dan niet classificeren van een bepaald signaal als een transit, of gewoon lawaai, ", zegt Christiansen. "We laten elk potentieel doorvoersignaal door minimaal 10 personen bekijken, en elk heeft minimaal 90 procent van de 'ja'-stemmen nodig om in aanmerking te komen voor verdere karakterisering."

In vroeg april, slechts twee weken nadat het eerste prototype van Exoplanet Explorers was opgezet op Zooniverse, het was te zien in een driedaags evenement op de ABC Australia tv-serie Stargazing Live. In de eerste 48 uur na de introductie van het project, Exoplanet Explorers ontvingen meer dan 2 miljoen classificaties van meer dan 10, 000 gebruikers. Inbegrepen in die zoektocht was een gloednieuwe dataset van de K2-missie - de reïncarnatie van de primaire Kepler-missie, drie jaar geleden beëindigd. K2 heeft een heel nieuw gezichtsveld en een reeks sterren waarrond naar planeten kan worden gezocht. Geen enkele professionele astronoom had nog door deze dataset gekeken, genaamd C12.

Terug in Californië, Crossfield en Christiansen voegden zich bij NASA-astronoom Geert Barentsen, die in Australië was, bij het onderzoeken van resultaten zoals ze binnenkwamen. Gebruik makend van de diepte van de transitcurve en de periodiciteit waarmee deze verschijnt, ze maakten schattingen voor hoe groot de potentiële planeet is en hoe dicht deze om zijn ster draait. Op de tweede avond van de show, de onderzoekers bespraken de demografie van de tot nu toe gevonden planeetkandidaten:44 planeten ter grootte van Jupiter, 72 Neptunus-formaat, 44 ter grootte van de aarde, en 53 zogenaamde Super Earth's, die groter zijn dan de aarde, maar kleiner dan Neptunus.

"We wilden een nieuwe classificatie vinden die opwindend zou zijn om op de laatste avond aan te kondigen, dus we waren oorspronkelijk de kandidaat-planeten aan het uitkammen om een ​​planeet te vinden in de bewoonbare zone - het gebied rond een ster waar vloeibaar water zou kunnen bestaan, ", zegt Christiansen. "Maar die kunnen even duren om te valideren, om er zeker van te zijn dat het echt een echte planeet is en geen vals alarm. Dus, we besloten op zoek te gaan naar een systeem met meerdere planeten, omdat het erg moeilijk is om per ongeluk een vals signaal van meerdere planeten te krijgen."

Na dit besluit Barentsen ging weg om een ​​kopje thee te halen. Tegen de tijd dat hij terugkwam, Christiansen had de crowdsourced-gegevens gesorteerd om een ​​ster met meerdere transits te vinden en ontdekte een ster met vier planeten eromheen. Drie van de vier planeten hadden 100 procent "ja"-stemmen van meer dan 10 mensen, en de overige had 92 procent "ja" stemmen. Dit is het eerste systeem van exoplaneten met meerdere planeten dat volledig door crowdsourcing is ontdekt.

Nadat de ontdekking was aangekondigd op Stargazing Live, Christiansen en haar collega's bleven het systeem bestuderen en karakteriseren, genaamd K2-138. Ze valideerden statistisch de set planeetsignalen als "uiterst waarschijnlijk, " volgens Christiansen, signalen van echte planeten zijn. Ze ontdekten ook dat de planeten ronddraaien in een interessante wiskundige relatie die resonantie wordt genoemd, waarin elke planeet er bijna precies 50 procent langer over doet om om de ster te draaien dan de volgende planeet verder naar binnen. De onderzoekers vonden ook een vijfde planeet op dezelfde keten van resonanties, en hints van een zesde planeet ook. Een paper waarin het systeem wordt beschreven, is geaccepteerd voor publicatie in The Astronomisch tijdschrift .

Dit is het enige systeem met een ketting van ononderbroken resonanties in deze configuratie, en kan aanwijzingen geven voor theoretici die de mysteries van planeetvorming en migratie willen ontrafelen.

"De uurwerkachtige orbitale architectuur van dit planetenstelsel doet sterk denken aan de Galileïsche satellieten van Jupiter, " zegt Konstantin Batygin, universitair docent planetaire wetenschap en Van Nuys Page Scholar, die niet bij het onderzoek betrokken was. "Orbitale commensurabiliteiten tussen planeten zijn fundamenteel kwetsbaar, dus de huidige configuratie van de K2-138-planeten wijst duidelijk op een nogal zachte en laminaire formatieomgeving van deze verre werelden."

"Sommige huidige theorieën suggereren dat planeten worden gevormd door een chaotische verstrooiing van gesteente, gas en ander materiaal in de vroege stadia van het leven van het planetenstelsel. deze theorieën zullen waarschijnlijk niet resulteren in zo'n dicht opeengepakte, geordend systeem als K2-138, ", zegt Christiansen. "Wat spannend is, is dat we dit ongebruikelijke systeem hebben gevonden met de hulp van het grote publiek."

Het artikel is getiteld "The K2-138 system:A Near-Resonant Chain of Five Sub-Neptune Planets Discovered by Citizen Scientists."