TESS GĂSEȘTE O PLANETĂ CARE ORBITEAZĂ DOUĂ STELE

Send

Cercetătorii care lucrează cu date din TESS-ul NASA (Transiting Exoplanet Survey Satellite) au găsit o planetă care orbitează pe două stele. Inițial, sistemul de științi cetățeni a fost identificat ca o pereche de stele binare care eclipsează fără planetă. Dar un internat aruncând o privire mai atentă la aceste date a descoperit că au fost identificate greșit.

Numele stagiarului este Wolf Cukier și a fost internat de vară la Goddard Space Flight Center al NASA, agenția care administrează TESS. Oamenii de știință cetățeni din programul TESS Hunters Planet au capturat variații ale luminozității stelelor în datele TESS și le-au încărcat. Cukier examina mai îndeaproape aceste încărcări, când a dat datele din TOI 1338, un sistem stelar binar aflat la aproximativ 1300 de ani lumină în constelația Pictor.

„Mă uitam la date despre tot ceea ce voluntarii semnalaseră ca un binar eclipsant, un sistem în care două stele se înconjoară între ele și, din punctul nostru de vedere, se eclipează reciproc pe orbită”, a spus Cukier. „La aproximativ trei zile de stagiu, am văzut un semnal de la un sistem numit TOI 1338. La început am crezut că este o eclipsă stelară, dar calendarul a fost greșit. S-a dovedit a fi o planetă.

O planetă circumbinară este una care orbitează pe două stele și aceasta este prima TESS. Există peste 20 de alte circumbinarii confirmate și o mână de neconfirmate sau îndoielnice. Această descoperire a fost prezentată într-un grup de discuții la reuniunea anuală a American Astronomical Society. Cukier și alți cercetători și-au prezentat descoperirile într-o lucrare la o revistă științifică.

Planeta se numește TOI 1338 b și este singura planetă pe care o cunoaștem în sistem. Este de aproximativ 6,9 ori mai mare decât Pământul, ceea ce îl plasează între Neptun și Saturn pentru comparație. Una dintre stelele pe care o orbitează este cu aproximativ 10% mai masivă decât Soarele nostru, în timp ce cealaltă este mai rece și mai slabă și doar o treime din masa Soarelui. Întrucât TOI 1338 b se află aproape pe același plan ca și stelele, se confruntă cu eclipse solare la fiecare 15 zile.

TESS funcționează prin detectarea planetelor care trec între noi și stelele lor. De fiecare dată, se numește tranzit. Camerele sale sensibile pot detecta aceste picături minime de lumină din stea. TESS este într-o misiune de doi ani de a detecta exoplanetele studiind același sector al cerului timp de 27 de zile la un moment dat. Obiectivul său este de a găsi lumi asemănătoare Pământului în jurul stelelor din apropiere, care sunt mai ușor pentru alte observatoare și telescoape să le urmărească.

Dar majoritatea exoplanetelor detectate până acum, de către TESS și alți vânători de planete, orbitează o singură stea. Circuminarile precum TOI 1338 b sunt mai dificil de detectat. Ambele stele din sistem orbitează, de asemenea, făcând o provocare să deblocheze diferitele tranzite și scufundări în lumină. În acest caz, steaua mai mică trece prin fața celei mai mari, creând o scădere similară a luminii stelare ca tranzitul planetei.

„Acestea sunt tipurile de semnale cu care algoritmii se confruntă cu adevărat.”
Vaselin Kostov, autor principal, Institutul SETI și Goddard Space Flight Center

TOI 1338 tranzitele pentru accidente apar neregulamentar, între 93 și 95 de zile, ceea ce face ca acesta să nu fie periodic. Și adâncimea și durata tranzitelor sunt variabile și din cauza mișcării ambelor stele. Compunerea dificultății constă în faptul că TESS poate vedea tranzitul planetei doar în fața stelei mai mari, nu a celei mai mici.

„Acestea sunt tipurile de semnale cu care algoritmii se confruntă cu adevărat”, a declarat autorul principal Veselin Kostov, un om de știință al Institutului SETI și Goddard, care a lucrat la alte studii asupra planetelor circumbinare. „Ochiul uman este extrem de bun în a găsi modele de date, în special modele neperiodice precum cele pe care le vedem în tranziturile din aceste sisteme.”

Cukier s-a uitat la datele de tranzit și la început a fost incert. Fiecare tranzit a trebuit să fie examinat individual, deoarece tranzitul planetei și tranzitul stelei mai mici în fața celei mai mari au produs scufundări similare în lumina stelară. Inițial, părea că steaua mai mică a cauzat scufundarea, dar sincronizarea acesteia nu s-a potrivit cu o eclipsă. Echipa a folosit un pachet software numit „Eleanor”, numit după protagonist în „Contactul” lui Carl Sagan pentru a-i ajuta să înțeleagă ce vedeau.

„De-a lungul tuturor imaginilor sale, TESS monitorizează milioane de stele”, a declarat co-autoarea Adina Feinstein, studentă la Universitatea din Chicago. „De aceea echipa noastră a creat eleanor. Este o modalitate accesibilă de a descărca, analiza și vizualiza datele de tranzit. L-am proiectat cu planete în minte, dar alți membri ai comunității îl folosesc pentru a studia stele, asteroizi și chiar galaxii. ”

TESS nu este primul care a studiat TOI 1338. A fost studiat de la sol în sondaje de viteză radială. Aceste date de arhivare au ajutat echipa să identifice TOI 1338 de pe orbită. Potrivit acestora, orbita planetei va fi stabilă pentru următorii 10 milioane de ani, deși din perspectiva noastră va înceta să tranziteze în fața stelei sale în noiembrie 2023. Apoi, în aproximativ 2031 vom vedea din nou tranzitele, grație unghiului a orbitei.

Deși am identificat doar câteva, circumbinarile pot fi relativ frecvente. Sunt greu de găsit, în special cele mici, chiar dacă circulațiile sunt mai susceptibile să tranziteze decât planetele care orbitează o singură stea.

Planetele circulare pot avea unele caracteristici ciudate în comparație cu planetele care orbitează o singură stea. Caracteristicile orbitale ale acestor sisteme pot fi complexe și dinamice. Unii astronomi le numesc „violente”.

Unul circumbinar descoperit în 2014, Kepler 413-b, are o înclinare axială care poate varia până la 30% în 11 ani. Este aproape de marginea interioară a zonei locuibile, iar anotimpurile sale pot fluctua sălbatic. Astronomii care studiază planeta au observat trei tranzite care au loc la 66 de zile distanță. Apoi nu au existat tranzite timp de 800 de zile, urmate de alte cinci tranzite, separate, de asemenea, cu 66 de zile fiecare. Aceste lacune în tranzit îi determină pe oamenii de știință să creadă că există multe alte circulații acolo, doar nu observăm la momentul potrivit să le vedem în tranzit.

Sistemele de stele binare sunt comune, iar astronomii se așteaptă ca TESS să găsească alte sute de mii de sisteme de stele binare care eclipsează în timpul misiunii de doi ani. Pe baza acestui lucru, nava spațială este probabil să găsească mai multe planete circumbinare. Pentru referință, Kepler a găsit 12 planete circumbinare în 10 sisteme de stele binare eclipsante.