Istraživači koji rade s podacima iz NASA-inog TESS-a (Transiting Exoplanet Survey Satellite) pronašli su planet koji kruži oko dvije zvijezde. U početku su ga građani znanstvenici prepoznali kao par pomračnih binarnih zvijezda bez planeta. Ali pripravnik koji je pomnije pogledao te podatke ustanovio je da su pogrešno identificirani.
Stažist se zove Wolf Cukier i bio je ljetni stažista u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard, agenciji koja upravlja TESS-om. Zooniverse građani znanstvenici u programu TESS Planet Hunters zabilježili su varijacije u sjaju zvijezda u TESS podacima i učitali ih. Cukier je pomnije proučavao te prijenose kada je naišao na podatke iz TOI 1338, binarnog zvjezdanog sustava udaljenog oko 1300 svjetlosnih godina u zviježđu Pictor.
"Pregledavao sam podatke o svemu što su volonteri označili kao pomrčini binarni sustav, sustav u kojem dvije zvijezde kruže jedna oko druge i iz našeg pogleda pomrače svaku drugu orbitu", rekao je Cukier. "Otprilike tri dana nakon mog stažiranja vidio sam signal iz sustava zvanog TOI 1338. U početku sam mislio da je riječ o zvjezdanoj pomrčini, ali vrijeme je bilo pogrešno. Pokazalo se da je planeta. "
Cirkularni planet je onaj koji orbitira oko dvije zvijezde, a ovo je prva TESS-ova. Postoji više od 20 potvrđenih krugova i nekoliko nepotvrđenih ili sumnjivih. Ovo otkriće predstavljeno je u panel diskusiji na godišnjem sastanku Američkog astronomskog društva. Cukier i drugi istraživači predali su svoja otkrića u radu u znanstvenom časopisu.
Planeta se zove TOI 1338 b i to je jedini planet koji poznajemo u sustavu. Otprilike je 6,9 puta veća od Zemlje, što ga svrstava između Neptuna i Saturna za usporedbu. Jedna od zvijezda na kojoj kruži oko 10% je masivnija od našeg Sunca, dok je druga hladnija i zatamnjenija, i samo jedna trećina Sunčeve mase. Budući da je TOI 1338 b u gotovo istoj ravnini kao i zvijezde, on doživljava pomračenje Sunca svakih 15 dana.
TESS djeluje tako što otkriva planete koji prolaze između nas i njihovih zvijezda. Svaki put kad se to dogodi naziva se tranzitom. Njegove osjetljive kamere mogu otkriti ove sitne kapljice svjetlosti od zvijezda. TESS je na dvogodišnjoj misiji otkrivanja egzoplaneta proučavanjem istog područja neba 27 dana. Njegov fokus je pronalaženje svjetskih svjetova oko obližnjih zvijezda, koje su druge opservatorije i teleskopi lakše pratiti.
Ali većina egzoplaneta koje su do sada otkrili TESS i drugi lovci na planete kruži oko jedne zvijezde. Cirkulinarije poput TOI 1338 b su zamršenije za otkrivanje. Obje zvijezde u sustavu se također kreću u orbiti, što predstavlja izazov za odmotavanje različitih prolaza i namotaja u svjetlu. U ovom slučaju manja zvijezda prolazi ispred veće, stvarajući sličan pad zvijezdene svjetlosti kao i tranzit planete.
"To su vrste signala s kojima se algoritmi stvarno bore."
Vaselin Kostov, vodeći autor, SETI institut i Goddard Centar za svemirske letove
Promet TOI 1338 b događa se neredovno, između svakih 93 i 95 dana, što čini neperiodično. A dubina i trajanje prolaza također su promjenjivi, zbog gibanja obje zvijezde. Težinu sačinjava činjenica da TESS može vidjeti tranzit planeta samo ispred veće zvijezde, a ne one manje.
„To su tipovi signala s kojima se algoritmi zaista bore“, rekao je vodeći autor Veselin Kostov, znanstvenik iz Instituta SETI i Goddard, koji je radio na drugim istraživanjima okolinskih planeta. "Ljudsko oko je izuzetno dobro u pronalaženju obrazaca u podacima, posebno neperiodičnih obrazaca poput onih koje vidimo pri tranzitima iz ovih sustava."
Cukier je pogledao podatke o tranzitu i u početku bio nesiguran. Svaki je tranzit morao biti ispitan pojedinačno, jer je i tranzit planeta i tranzit manje zvijezde ispred veće stvorio slične natapanja pri zvjezdanoj svjetlosti. U početku je izgledalo kao da manja zvijezda uzrokuje pad, ali vrijeme njenog podudaranja nije odgovaralo pomračenju. Tim je upotrijebio softverski paket pod nazivom "Eleanor", nazvan po glavnom junaku u filmu "Carl Sagan" "Kontakt", kako bi im pomogao da shvate što vide.
"TESS kroz sve svoje slike nadzire milijune zvijezda", rekla je koautorica Adina Feinstein, studentica poslijediplomske studije na Sveučilištu u Chicagu. "Zato je naš tim stvorio Eleanor. To je dostupan način za preuzimanje, analizu i vizualizaciju podataka o tranzitu. Dizajnirali smo ga na umu planete, ali ostali članovi zajednice ga koriste za proučavanje zvijezda, asteroida, pa čak i galaksija. "
TESS nije prvi koji je proučavao TOI 1338. Proučavao ga je iz temelja u istraživanjima radijalne brzine. Navedeni arhivski podaci pomogli su timu da prepozna orbitu TOI 1338. Prema njihovim riječima, orbita planeta bit će stabilna sljedećih 10 milijuna godina, iako će iz naše perspektive prestati prolaziti ispred svoje zvijezde u studenom 2023. Tada ćemo oko 2031. ponovno vidjeti tranzite, zahvaljujući kutu iz orbite.
Iako smo prepoznali samo nekoliko njih, krugovi mogu biti relativno česti. Teško ih je pronaći, posebno one male, iako je vjerojatno da će cirkuliari prolaziti nego planeti koji okružuju jednu zvijezdu.
Okružni planeti mogu imati neke čudne karakteristike u usporedbi s planetima koji kruže oko jedne zvijezde. Orbitalne karakteristike ovih sustava mogu biti složene i dinamične. Neki astronomi nazivaju ih „nasilnim“.
Jedno cirkuminarno otkriveno 2014. godine, Kepler 413-b, ima aksijalni nagib koji može varirati za čak 30% u 11 godina. Blizu je unutarnjeg ruba nastanjene zone, a godišnja doba može divlje fluktuirati. Astronomi koji su proučavali planetu opazili su tri tranzita u razmaku od 66 dana. Tada 800 dana nije bilo tranzita, a slijedilo je još pet tranzita, odvojenih po 66 dana. Te praznine u tranzitu dovode znanstvenike u vjerovanje da postoji mnogo više cirkuminara vani, mi samo ne promatramo u pravo vrijeme da ih vidimo kako prolaze.
Binarni zvjezdani sustavi su uobičajeni, a astronomi očekuju da će TESS tijekom dvogodišnje misije pronaći stotine tisuća pomračnih binarnih sustava zvijezda. Na temelju toga će svemirska letjelica vjerojatno naći mnogo više cirkularnih planeta. Za referencu, Kepler je pronašao 12 cirkularnih planeta u 10 pomračenih binarnih sustava zvijezda.
Više:
- Priopćenje za javnost: NASA-ina misija TESS otkrila je svoj prvi svijet s dvije zvijezde
- Svemirski magazin: Hubble otkriva planetu oko binarnog sustava zvijezda
- Unos Wikipedije: krugovi planeta
