Raziskovalci, ki delajo s podatki iz Nasinega TESS-a (Transiting Exoplanet Survey Satellite), so našli planet, ki kroži po dveh zvezdah. Sprva so sistem državljani znanstveniki opredelili kot par pomlajevalnih binarnih zvezd brez planeta. Toda stažist, ki je natančneje preučil te podatke, je ugotovil, da so bili napačno identificirani.
Pripravnik je Wolf Cukier in bil je poletni stažist v Nasinem vesoljskem letalskem centru Goddard, agenciji, ki upravlja TESS. Znanstveniki državljanov Zooniverse v programu TESS Planet Hunters so v TESS-ove podatke zabeležili različna svetlost zvezd in jih naložili. Cukier je natančneje preučil te prenose, ko je v ozvezdju Pictor naletel na podatke iz TOI 1338, binarnega zvezdnega sistema, ki je oddaljen približno 1300 svetlobnih let.
"Brskal sem po podatkih za vse, kar so prostovoljci označili kot bleščeč binarni sistem, sistem, v katerem se dve zvezdi krožita okoli sebe in iz našega pogleda si zasenčita vsako orbito," je dejal Cukier. "Približno tri dni po mojem stažu sem videl signal iz sistema, imenovanega TOI 1338. Sprva sem mislil, da gre za zvezdni mrk, vendar je bil čas napačen. Izkazalo se je, da je planet. "
Krožni planet je tisti, ki kroži okoli dveh zvezd, in TESS je prvi. Obstaja več kot 20 drugih potrjenih krožnikov in peščica nepotrjenih ali dvomljivih. To odkritje je bilo predstavljeno v panelni razpravi na letnem srečanju Ameriškega astronomskega društva. Cukier in drugi raziskovalci so svoje ugotovitve predstavili v prispevku v znanstveni reviji.
Planet se imenuje TOI 1338 b in je edini planet, ki ga poznamo v sistemu. Približno 6,9-krat večji od Zemlje, zaradi česar ga lahko primerjamo med Neptunom in Saturnom. Ena od zvezd, ki jo kroži, je približno 10% bolj množična od našega Sonca, druga pa je hladnejša in temnejša in le tretjina Sončeve mase. Ker je TOI 1338 b na skoraj isti ravnini kot zvezde, doživlja sončne mrke vsakih 15 dni.
TESS deluje tako, da zazna planete, ki prehajajo med nami in njihovimi zvezdami. Vsakič, ko se zgodi, se imenuje tranzit. Njene občutljive kamere lahko zaznajo te drobne kapljice svetlobe od zvezde. TESS ima dveletno misijo za odkrivanje eksoplanetov s preučevanjem istega nebesnega sektorja 27 dni hkrati. Njegov poudarek je iskanje zemeljskih svetov okoli bližnjih zvezd, ki jih lažje spremljajo drugi opazovalniki in teleskopi.
Toda večina eksoplanetov, ki so jih doslej odkrili TESS in drugi lovci na planete, kroži v eno samo zvezdo. Krožnice, kot je TOI 1338 b, so zaznavnejše. Obe zvezdi v sistemu sta tudi v orbiti, zaradi česar je težko razvezati različne prehode in potope v svetlobo. V tem primeru manjša zvezda preide pred večjo, kar ustvari podoben padec zvezdne svetlobe kot tranzit planeta.
"To so vrste signalov, s katerimi se algoritmi resnično borijo."
Vaselin Kostov, vodilni avtor, inštitut SETI in center za vesoljske polete Goddard
Prehodi TOI 1338 b potekajo nepravilno, na vsakih 93 do 95 dni, zaradi česar so neperiodični. Tudi globina in trajanje tranzitov sta zaradi gibanja obeh zvezd spremenljivi. Težko je še dejstvo, da TESS vidi samo prehod planeta pred večjo zvezdo, ne manjšo.
"To so tipi signalov, s katerimi se resnično borijo algoritmi," je dejal vodilni avtor Veselin Kostov, znanstvenik na Inštitutu SETI in Goddard, ki je delal na drugih raziskavah krožnih planetov. "Človeško oko je izjemno dobro pri iskanju vzorcev podatkov, zlasti neperiodičnih vzorcev, kot so tisti, ki jih opazimo pri prehodih iz teh sistemov."
Cukier je pogledal podatke o tranzitu in je bil sprva negotov. Vsak tranzit je bilo treba pregledati posamično, saj tako tranzit planeta kot tranzit manjše zvezde pred večjo zvezdo povzročata podobne potope v zvezdah. Na začetku je bilo videti, kot da je manjša zvezda povzročila potop, vendar se čas njenega ujema s pomračenjem ni ujemal. Ekipa je uporabila programski paket z imenom "Eleanor", imenovan po glavnem junaku v filmu "Stik" Carla Sagana, da bi jim lažje razumel, kaj vidijo.
"TESS skozi vse svoje slike spremlja milijone zvezd," je povedala soavtorica Adina Feinstein, študentka na univerzi v Chicagu. "Zato je naša ekipa ustvarila eleanor. To je dostopen način za prenos, analizo in vizualizacijo podatkov o tranzitu. Zasnovali smo ga z upoštevanjem planetov, vendar ga drugi člani skupnosti uporabljajo za preučevanje zvezd, asteroidov in celo galaksij. "
TESS ni prvi, ki je preučeval TOI 1338. V raziskavah radialne hitrosti so ga preučevali od tal. Ti arhivski podatki so pomagali skupini identificirati orbito TOI 1338. Po njihovem mnenju bo orbita planeta stabilna naslednjih 10 milijonov let, čeprav bo z naše perspektive prenehala prehajati pred svojo zvezdo novembra 2023. Nato bomo okoli kota leta 2031 spet videli tranzite, zahvaljujoč kotu orbite.
Čeprav smo jih prepoznali le nekaj, so krožniki morda razmeroma pogosti. Težko jih je najti, še posebej majhne, čeprav je verjetno, da krožijo krožniki več kot planeti, ki obkrožajo eno zvezdo.
Krožni planeti imajo lahko nekaj nenavadnih značilnosti v primerjavi s planeti, ki krožijo po posamezni zvezdi. Orbitalne značilnosti teh sistemov so lahko zapletene in dinamične. Nekateri astronomi jih imenujejo "nasilni".
Ena cirkuminarija, odkrita leta 2014, Kepler 413-b, ima aksialni nagib, ki se lahko v 11 letih spreminja za kar 30%. Je blizu notranjega roba bivalne cone in letni časi lahko močno nihajo. Astronomi, ki so preučevali planet, so opazili tri tranzite, ki so se zgodili 66 dni. Nato 800 dni ni bilo tranzitov, sledilo je še pet tranzitov, ločenih tudi po 66 dni. Zaradi teh vrzeli znanstveniki verjamejo, da je zunaj veliko več krožnic, samo ne opazujemo ob pravem času, da bi jih videli.
Binarni zvezdasti sistemi so pogosti, astronomi pa pričakujejo, da bo TESS med dveletno misijo našel na stotine tisoč več mrkov binarnih zvezdnih sistemov. Glede na to bo verjetno vesoljsko plovilo našlo še veliko krožnih planetov. Za referenco je Kepler našel 12 obodnih planetov v 10 bleščečih sistemih binarnih zvezd.
Več:
- Sporočilo za javnost: Nasina misija TESS odkriva svoj prvi svet z dvema zvezdama
- Vesoljski časopis: Hubble zazna planet okoli sistema binarnih zvezd
- Vpis v Wikipediji: krožniki planetov
