Menu Zamknij

TESS odkrywa pierwszą swoją planetę krążącą wokół dwóch gwiazd

W 2019 roku Wolf Cukier rozpoczął wakacyjne praktyki w NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt. Do jego obowiązków należało badanie zmienności jasności gwiazd obserwowanych przez satelitę Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) i dodawanych do bazy projektu Planet Hunters.

“Przeglądałem dane dotyczące wszystkiego co wolontariusze oznaczali jako układy zaćmieniowe, czyli układy w których dwie gwiazdy krążą wokół wspólnego środka masy i nawzajem się przyćmiewają” mówi Cukier. “Jakieś trzy dni po tym jak zacząłem praktyki, trafiłem na sygnał z układu TOI 1338. Początkowo myślałem, że to zaćmienie gwiazdy przez gwiazdę, ale czas się nie zgadzał. Okazało się, że to planeta”.

TOI 1338 b, jak ją oznaczono, to pierwsza w bazie TESS planeta krążąca wokół dwóch gwiazd. Odkrycie przedstawiono w poniedziałek, 6 stycznia podczas 235. spotkania American Astronomical Society w Honolulu. Artykuł, w którym Cukier jest współautorem wraz z naukowcami z Goddard, San Diego State University, University of Chicago i innymi instytucjami, został złożony do publikacji w jednym z periodyków naukowych.

Układ TOI 1338 znajduje się 1300 lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Malarza. Dwie gwiazdy okrążają się nawzajem w ciągu 15 dni. Jedna z nich jest 10% masywniejsza od Słońca, a druga jest chłodniejsza, ciemniejsza,a jej masa to zaledwie 1/3 masy Słońca.

TOI 1338 b to jedyna znana planeta w tym układzie. Jest ona 6,9 razy większa od Ziemi, czyli jej rozmiary leżą między rozmiarami Neptuna a Saturna. Planeta krąży niemal w tej samej płaszczyźnie co gwiazdy, a więc z jej powierzchni widać regularne zaćmienia gwiazd.

Satelita TESS wyposażony jest w cztery kamery, które wykonują zdjęcie danego fragmentu nieba co 30 minut przez kolejne 27 dni. Naukowcy wykorzystują te obserwacje do tworzenia wykresów zmian jasności gwiazd w czasie. Gdy na tle gwiazdy przechodzi planeta, dochodzi do charakterystycznego spadku jej jasności.

Jednak planety krążące wokół dwóch gwiazd są dużo trudniejsze do wykrycia niż te krążące wokół jednej gwiazdy. Tranzyty powodowane przez TOI 1338 są nieregularne – występują co 93 i 95 dni – a ich głębokość i czas trwania zmieniają się w zależności od pozycji orbitalnej obu gwiazd. TESS dostrzega tylko tranzyty na tle większej gwiazdy, bowiem te do których dochodzi na tle mniejszej są zbyt słabe, aby można było je dostrzec.

“Jest to taki sygnał, z którym algorytmy naprawdę mają problemy” mówi Weselin Kostow, główny autor opracowania i badacz w SETI Institute. “Ludzkie oko jest wyjątkowo dobre w odszukiwaniu charakterystycznych schematów w danych, szczególnie nieokresowych jak w przypadku takich tranzytów”.

To wyjaśnia dlaczego Cukier musiał samodzielnie badać każdy potencjalny tranzyt. Początkowo wszak myślał, że tranzyt TOI 1338 b był wynikiem przejścia mniejszej gwiazdy na tle większej – obie powodują podobne spadki jasności. Jednak czas zaćmienia nie pasował.

Po zidentyfikowaniu TOI 1338 b, zespół badawczy wykorzystał oprogramowanie eleanor, nazwane tak na cześć Eleanor Arroway, głównej bohaterki powieści “Kontakt” autorstwa Carla Sagana, aby potwierdzić, że faktycznie jest to tranzyt, a nie tylko artefakt.

TOI 1338 został już zbadany z Ziemi w trakcie przeglądów prędkości radialnych, które mierzą ruch gwiazd w linii wzroku. Zespół Kostowa wykorzystał te archiwalne dane do przeanalizowania układu i potwierdzenia obecności planety. Jej orbita będzie stabilna przez co najmniej kolejne 10 milionów lat. Nachylenie orbity względem nas zmienia się tak, że przestaniemy obserwować tranzyty w listopadzie 2023 roku i będziemy mogli do nich wrócić osiem lat później.

W ramach misji Kepler i K2 realizowanych wcześniej odkryto 12 planet krążących wokół układów podwójnych w 10 różnych układach.

Źródło: NASA