TESS NAJDE PLANETU, KTERá OBíHá KOLEM DVOU HVĚZD

Send

Vědci pracující s daty z NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) našli planetu, která obíhá kolem dvou hvězd. Zpočátku byl tento systém identifikován občanskými vědci jako dvojice zatmění binárních hvězd bez planety. Ale stážista, který se podrobněji podíval na tato data, zjistil, že byla nesprávně identifikována.

Stážista se jmenuje Wolf Cukier a byl letním stážistou v Goddard Space Flight Center, agentuře spravující TESS. Občanští vědci zooniverse v programu Planet Hunters TESS zaznamenali změny v jasu hvězd v datech TESS a nahráli je. Cukier zkoumal tyto nahrávání podrobněji, když narazil na data z TOI 1338, binárního hvězdného systému vzdáleného asi 1300 světelných let v souhvězdí Pictor.

"Prohlédl jsem si data pro všechno, co dobrovolníci označili jako zatmění binární, systém, kde se kolem sebe krouží dvě hvězdy a podle našeho názoru se navzájem zatmění na oběžné dráze," řekl Cukier. "Asi tři dny po mém stáži jsem viděl signál ze systému zvaného TOI 1338. Nejdřív jsem si myslel, že je to zatmění hvězd, ale načasování bylo špatné. Ukázalo se, že se jedná o planetu. “

Oběžná planeta je ta, která obíhá kolem dvou hvězd, a toto je TESSova první. Existuje více než 20 dalších potvrzených obvodů a hrstka nepotvrzených nebo pochybných. Tento objev byl představen v panelové diskusi na výročním zasedání Americké astronomické společnosti. Cukier a další vědci předložili svá zjištění v článku vědeckému časopise.

Planeta se nazývá TOI 1338 ba je to jediná planeta, o které v systému víme. Je to asi 6,9krát větší než Země, což ji řadí mezi Neptun a Saturn pro srovnání. Jedna z hvězd, která obíhá, je asi o 10% hmotnější než naše Slunce, zatímco druhá je chladnější a stmívatelnější a pouze jedna třetina hmotnosti Slunce. Protože TOI 1338 b je téměř ve stejné rovině jako hvězdy, dochází k zatmění Slunce každých 15 dní.

TESS pracuje tak, že detekuje planety procházející mezi námi a jejich hvězdami. Pokaždé, když se to stane, nazývá se to tranzit. Jeho citlivé kamery dokážou detekovat tyto malé kapky světla od hvězdy. TESS je na dvouleté misi, aby zjistila exoplanety studováním stejného sektoru oblohy po dobu 27 dní. Zaměřuje se na nalezení planet podobných Zemi kolem okolních hvězd, které jsou pro další observatoře a dalekohledy snazší sledovat.

Většina dosud odhalených exoplanet, TESS a další lovci planet, obíhají kolem jediné hvězdy. Circumbinaries jako TOI 1338 b je obtížnější detekovat. Obě hvězdy v systému obíhají také, takže je obtížné rozmotat různé přechody a poklesy světla. V tomto případě menší hvězda prochází před větší hvězdou a vytváří podobný pokles hvězdného světla jako tranzit planety.

"To jsou typy signálů, se kterými algoritmy skutečně bojují."
Vaselin Kostov, hlavní autor, institut SETI a Goddard Space Flight Center

Transity TOI 1338 b se vyskytují nepravidelně, mezi každých 93 a 95 dní, což je nepravidelné. A hloubka a trvání průchodů je také variabilní, kvůli pohybu obou hvězd. Složením obtížnosti je skutečnost, že TESS vidí tranzit planety pouze před větší hvězdou, ne menší.

"Jsou to typy signálů, se kterými algoritmy skutečně bojují," uvedl hlavní autor Veselin Kostov, vědecký pracovník institutu SETI a Goddard, který pracoval na dalších studiích obvodových planet. "Lidské oko je velmi dobré na nalezení vzorců v datech, zejména neperiodických vzorů, jako jsou ty, které vidíme v tranzitu z těchto systémů."

Cukier se podíval na tranzitní údaje a zpočátku si nebyl jistý. Každý tranzit musel být zkoumán samostatně, protože jak tranzit planety, tak tranzit menší hvězdy před tou větší způsobily podobné poklesy ve hvězdném světle. Zpočátku to vypadalo, že menší hvězda způsobuje pokles, ale načasování neodpovídalo zatmění. Tým použil softwarový balíček s názvem „Eleanor“, pojmenovaný po hlavní osobě v kontaktu „Carl Sagan“, aby jim pomohl pochopit, co vidí.

"Ve všech svých obrazech TESS sleduje miliony hvězd," řekla spoluautorka Adina Feinstein, postgraduální studentka na Chicagské univerzitě. "Proto náš tým vytvořil eleanor." Je to přístupný způsob, jak stahovat, analyzovat a vizualizovat tranzitní data. Navrhli jsme to s ohledem na planety, ale ostatní členové komunity jej používají ke studiu hvězd, asteroidů a dokonce i galaxií. ““

TESS není první, kdo studoval TOI 1338. Byl zkoumán ze země v průzkumech radiální rychlosti. Tato archivní data pomohla týmu identifikovat oběžnou dráhu TOI 1338 b. Podle nich bude orbita planety stabilní dalších 10 miliónů let, i když z našeho pohledu přestane před listopadem 2023 přecházet před svou hvězdou. Pak asi v roce 2031 uvidíme tranzity znovu, díky úhlu orbity.

Přestože jsme identifikovali jen několik, mohou být oběžné kruhy relativně běžné. Je těžké je najít, obzvláště malé, i když je pravděpodobné, že cirbinary projdou než planety obíhající jednu hvězdu.

Circumbinární planety mohou mít ve srovnání s planetami obíhajícími jednu hvězdu nějaké zvláštní vlastnosti. Orbitální vlastnosti těchto systémů mohou být složité a dynamické. Někteří astronomové je nazývají „násilí“.

Jeden obvod objevený v roce 2014, Kepler 413-b, má axiální náklon, který se za 11 let může měnit až o 30%. Je blízko vnitřního okraje obytné zóny a jeho roční období se může divoce měnit. Astronomové studující planetu pozorovali tři transity, které se odehrávaly po 66 dnech. Potom nebyly žádné tranzity po 800 dní, následovalo dalších pět tranzitů oddělených také 66 dny. Tyto mezery v tranzitu vedou vědce k tomu, že věří, že tam je mnohem více oběžníků, prostě nepozorujeme v pravý čas, abychom je viděli tranzitovat.

Binární hvězdné systémy jsou běžné a astronomové očekávají, že TESS najde během této dvouleté mise stovky tisíc dalších zatmění binárních hvězdných systémů. Na základě toho je pravděpodobné, že kosmická loď najde mnohem více kruhových planet. Kepler našel pro informaci 12 oběžných planet v 10 zatmění binárních hvězdných systémů.