Naukowcy pracujący na danych z TESS NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) znaleźli planetę, która krąży wokół dwóch gwiazd. Początkowo system został zidentyfikowany przez obywateli-naukowców jako para zaćmionych gwiazd podwójnych bez planety. Ale stażysta, przyglądając się bliżej tym danym, stwierdził, że zostało to źle zidentyfikowane.
Stażysta nazywa się Wolf Cukier i był stażystą letnim w NASA Goddard Space Flight Center, agencji zarządzającej TESS. Naukowcy będący obywatelami Zooniverse w programie TESS Planet Hunters uchwycili różnice w jasności gwiazd w danych TESS i przesłali je. Cukier badał te przesłane materiały bliżej, gdy natrafił na dane z TOI 1338, układu podwójnego gwiazd oddalonego o około 1300 lat świetlnych w gwiazdozbiorze Pictor.
„Przeglądałem dane dotyczące wszystkiego, co ochotnicy oznaczyli jako układ podwójny zaćmienia, system, w którym dwie gwiazdy krążą wokół siebie i z naszego widoku zaćmią się nawzajem na każdej orbicie” - powiedział Cukier. „Około trzech dni po moim stażu zobaczyłem sygnał z systemu o nazwie TOI 1338. Na początku myślałem, że to gwiezdne zaćmienie, ale moment był niewłaściwy. Okazało się, że to planeta. ”
Planeta obiegowa to taka, która krąży wokół dwóch gwiazd, a to pierwsza TESS. Istnieje ponad 20 innych potwierdzonych okólników oraz garść niepotwierdzonych lub wątpliwych. Odkrycie to zostało przedstawione podczas dyskusji panelowej na dorocznym spotkaniu American Astronomical Society. Cukier i inni badacze przedłożyli swoje wyniki w artykule do czasopisma naukowego.
Planeta nazywa się TOI 1338b i jest to jedyna planeta, o której wiemy w systemie. Jest około 6,9 razy większa niż Ziemia, co porównuje ją między Neptunem a Saturnem. Jedna z orbitujących wokół niej gwiazd jest o około 10% masywniejsza niż nasze Słońce, podczas gdy druga jest chłodniejsza i ciemniejsza, i tylko jedna trzecia masy Słońca. Ponieważ TOI 1338 b znajduje się w prawie tej samej płaszczyźnie co gwiazdy, zaćmienia Słońca co 15 dni.
TESS działa poprzez wykrywanie planet przelatujących między nami a ich gwiazdami. Za każdym razem nazywa się to tranzytem. Czułe kamery wykrywają te drobne krople światła z gwiazdy. TESS ma dwuletnią misję wykrywania planet pozasłonecznych poprzez badanie tego samego sektora nieba przez 27 dni na raz. Jego celem jest znalezienie podobnych do Ziemi światów wokół pobliskich gwiazd, które są łatwiejsze dla innych obserwatoriów i teleskopów.
Ale większość wykrytych dotąd egzoplanet, przez TESS i innych łowców planet, krąży wokół jednej gwiazdy. Okręgi takie jak TOI 1338 b są trudniejsze do wykrycia. Obie gwiazdy w układzie również krążą, co sprawia, że trudne jest rozplątywanie różnych przejść i zapadanie się w świetle. W tym przypadku mniejsza gwiazda przechodzi przed większą, tworząc podobny spadek światła gwiazdowego, jak tranzyt planety.
„Z tymi rodzajami sygnałów naprawdę zmagają się algorytmy.”
Waselin Kostow, główny autor, Instytut SETI i Goddard Space Flight Center
Tranzyty TOI 1338 b odbywają się nieregularnie, co 93–95 dni, przez co nie są okresowe. Głębokość i czas trwania tranzytów również jest zmienna, ze względu na ruch obu gwiazd. Trudność komplikuje fakt, że TESS widzi tranzyt planety tylko przed większą gwiazdą, a nie mniejszą.
„Z tymi rodzajami sygnałów naprawdę zmagają się algorytmy” - powiedział główny autor Veselin Kostov, naukowiec z Instytutu SETI i Goddard, który pracował nad innymi badaniami planet krążących. „Ludzkie oko jest wyjątkowo dobre w znajdowaniu wzorców w danych, zwłaszcza nieperiodycznych, takich jak te, które widzimy w tranzytach z tych systemów”.
Cukier spojrzał na dane tranzytowe i na początku był niepewny. Każdy tranzyt musiał być zbadany osobno, ponieważ zarówno tranzyt planety, jak i tranzyt mniejszej gwiazdy przed większą, powodowały podobne zapady w świetle gwiazd. Początkowo wyglądało to tak, jakby mniejsza gwiazda powodowała upadek, ale czas jej nie pasował do zaćmienia. Zespół wykorzystał pakiet oprogramowania o nazwie „Eleanor”, nazwany na cześć bohaterki „Kontakt” Carla Sagana, aby pomóc im zrozumieć, co widzą.
„Na wszystkich swoich zdjęciach TESS monitoruje miliony gwiazd” - powiedziała współautorka Adina Feinstein, absolwentka University of Chicago. „Właśnie dlatego nasz zespół stworzył aranżację. Jest to przystępny sposób pobierania, analizowania i wizualizacji danych tranzytowych. Zaprojektowaliśmy go z myślą o planetach, ale inni członkowie społeczności używają go do badania gwiazd, asteroid, a nawet galaktyk. ”
TESS nie jest pierwszym badaczem TOI 1338. Został zbadany z ziemi w badaniach prędkości radialnej. Te dane archiwalne pomogły zespołowi zidentyfikować orbitę TOI 1338 b. Według nich orbita planety będzie stabilna przez następne 10 milionów lat, choć z naszej perspektywy przestanie latać przed swoją gwiazdą w listopadzie 2023 r. Następnie około 2031 r. Ponownie zobaczymy tranzyty dzięki kątowi orbity.
Chociaż zidentyfikowaliśmy tylko kilka, okólniki mogą być stosunkowo częste. Trudno je znaleźć, zwłaszcza te małe, nawet jeśli krążenie wokół nich jest bardziej prawdopodobne niż planety krążące wokół jednej gwiazdy.
Planety okrężne mogą mieć dziwne cechy w porównaniu z planetami krążącymi wokół jednej gwiazdy. Charakterystyka orbitalna tych układów może być złożona i dynamiczna. Niektórzy astronomowie nazywają ich „gwałtownymi”.
Kepler 413-b odkrył jeden układ krążenia, który został odkryty w 2014 r., A jego nachylenie osiowe może różnić się nawet o 30% w ciągu 11 lat. Znajduje się w pobliżu wewnętrznej krawędzi strefy mieszkalnej, a jego pory roku mogą się wahać dziko. Astronomowie badający planetę zaobserwowali trzy tranzyty występujące w odstępie 66 dni. Następnie nie było żadnych tranzytów przez 800 dni, a następnie pięć kolejnych tranzytów również rozdzielonych po 66 dni każdy. Te luki w tranzycie prowadzą naukowców do przekonania, że istnieje o wiele więcej okręgów okołoziemskich, po prostu nie obserwujemy w odpowiednim czasie, aby zobaczyć ich tranzyt.
Binarne układy gwiezdne są powszechne, a astronomowie oczekują, że TESS znajdzie setki tysięcy więcej zaćmieniowych układów podwójnych gwiezdnych podczas dwuletniej misji. Na tej podstawie statek kosmiczny prawdopodobnie znajdzie o wiele więcej planet okołonaczyniowych. Dla porównania, Kepler znalazł 12 planet krążących w 10 zaćmieniowych układach podwójnych gwiazd.
Więcej:
- Informacja prasowa: Misja TESS NASA odkrywa swój pierwszy świat z dwiema gwiazdami
- Space Magazine: Hubble wykrywa planetę wokół podwójnego układu gwiazd
- Wpis w Wikipedii: Circumbinary Planets
