Nell'articolo del National Geographic sull'annuncio della NASA di nuovi pianeti scoperti dalla navicella spaziale Keplero, si afferma che ci sono 4.175 pianeti candidati. Qual è il processo per controllare questi pianeti candidati? Come facciamo a sapere che esistono senza sapere se sono pianeti? O sono candidati perché i dati suggeriscono che potrebbe esserci un pianeta, ma abbiamo bisogno di dati più dettagliati o di ulteriori analisi prima di poterlo confermare?
Risposte:
I "candidati" planetari sono Kepler Objects of Interest (KOI) che hanno una curva di luce simile al transito e hanno superato una serie di test osservativi. Sono candidati, perché sebbene mostrino un transito nella curva della luce della stella in questione, non esiste una conferma indipendente di una massa planetaria.
Un problema da superare è quello dei "falsi positivi". Esistono altri fenomeni astrofisici oltre ai pianeti che possono imitare un transito esoplanetario in una curva di luce di Keplero. Ad esempio un binario stellare di incidenza al pascolo può produrre quello che sembra un transito in una curva leggera; così anche un allineamento casuale di una stella con una stella binaria che eclissa lo sfondo. Esistono anche numerose anomalie strumentali, tali che un segnale in una parte di un CCD o nel campo di Kepler può produrre un "fantasma" in un'altra posizione che potrebbe apparire come un transito.
Se riesci a ottenere una spettroscopia dettagliata che include accurate misurazioni della velocità radiale, di solito puoi escludere la maggior parte di questi falsi positivi, in gran parte ottenendo un vincolo di massa per il compagno.
Anche quando si dispone di un segnale di transito molto pulito e si può stimare un raggio planetario, un ulteriore problema è che un'ampia gamma di masse produce oggetti con raggi molto simili. vale a dire. le nane marroni più massicce hanno raggi molto simili agli esopianeti. Ancora una volta, solo una stima di massa, attraverso misurazioni della velocità radiale o talvolta attraverso "variazioni del tempo di transito" se l'oggetto si trova in più sistemi esopianeti.
Ora il problema con i KOI è che molte di queste stelle sono troppo deboli ( ) per fare il tipo di spettroscopia dettagliata che è facilmente possibile sugli esopianeti molto più luminosi attorno alle stelle trovati in sondaggi HATNET o WASP su terra stelle luminose.
Quindi, ciò che puoi fare è affrontare il problema statisticamente, identificando i tipi di falsi positivi che potresti avere, quantificandone l'influenza e gettando via gli oggetti sospetti (vedi ad esempio Batalha 2012 ). La sezione 4 di questo documento descrive in dettaglio alcuni dei test che sono stati eseguiti: ad esempio confrontando le profondità dei transiti dispari e pari per cercare asimmetrie che indichino binari di incidenza al pascolo; cercare tra i transiti un'eclissi secondaria che indicherebbe anche un compagno stellare; la forma del transito è diagnostica ma non può facilmente escludere un candidato planetario; ricerca del movimento del "fotocentro" della sorgente: se il fotocentro si muove durante un transito potrebbe indicare una curva binaria di sfondo, diluita, eclissante.
Un primo articolo di Morton & Johnson (2011) affermava, sulla base di un approccio di sintesi della popolazione, che i falsi positivi astrofisici erano limitati a meno del 10%. Tuttavia, un recente articolo di Coughlin et al. (2014) discute come gli effetti strumentali possano essere testati confrontando i periodi di transito con i periodi di altri oggetti noti nel campo visivo di Keplero. Sostengono che circa il 30% dei KOI potrebbe in realtà essere falsi positivi. In entrambi i casi sembra che la grande maggioranza dei KOI siano effettivamente esopianeti, ma identificare quali non lo sono richiederà un follow-up dettagliato.