TESS FINNER EN PLANET SOM KRETSER OM TO STJERNER

Send

Forskere som jobber med data fra NASAs TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) har funnet en planet som går i bane rundt to stjerner. Opprinnelig ble systemet identifisert av innbyggerforskere som et par formørkende binære stjerner uten en planet. Men en praktikant som ser nærmere på disse dataene, fant at den var feilidentifisert.

Praktikantens navn er Wolf Cukier og han var sommerpraktikant ved NASAs Goddard Space Flight Center, byrået som administrerer TESS. Zooniverse innbyggerforskere i Planet Hunters TESS-programmet fanget variasjoner i stjernens lysstyrke i TESS-data og lastet dem opp. Cukier undersøkte disse opplastningene nærmere da han kom over dataene fra TOI 1338, et binærstjernersystem omtrent 1300 lysår unna i stjernebildet Pictor.

"Jeg lette gjennom dataene for alt de frivillige hadde flagget som en formørkende binær, et system der to stjerner sirkler rundt hverandre og fra vårt syn formørk hverandre hver bane," sa Cukier. Omtrent tre dager etter praktikanten så jeg et signal fra et system kalt TOI 1338. Først trodde jeg at det var en fantastisk formørkelse, men timingen var feil. Det viste seg å være en planet. ”

En sirkulær planet er en som går i bane rundt to stjerner, og dette er TESSs første. Det er over 20 andre bekreftede serier og en håndfull ubekreftede eller tvilsomme. Denne oppdagelsen ble presentert i en paneldiskusjon på American Astronomical Society sitt årsmøte. Cukier og andre forskere leverte funnene sine i en artikkel til et vitenskapelig tidsskrift.

Planeten kalles TOI 1338 b og den er den eneste planeten vi kjenner til i systemet. Den er omtrent 6,9 ganger større enn jorden, som plasserer den mellom Neptun og Saturn for sammenligning. En av stjernene den går i bane er omtrent 10% mer massiv enn solen vår, mens den andre er kjøligere og svakere, og bare en tredjedel av solens masse. Siden TOI 1338 b er på nesten samme plan som stjernene, opplever den solformørkelser hver 15. dag.

TESS fungerer ved å oppdage planeter som passerer mellom oss og stjernene deres. Hver gang det skjer kalles det en transitt. De sensitive kameraene kan oppdage disse bittesmå dråpene lys fra stjernen. TESS er på et to års oppdrag for å oppdage eksoplaneter ved å studere den samme sektoren av himmel i 27 dager om gangen. Fokuset er å finne jordlignende verdener rundt stjerner i nærheten, som er lettere for andre observatorier og teleskoper å følge opp.

Men de fleste eksoplaneter som hittil er oppdaget av TESS og andre planetjegere, kretser rundt en enkelt stjerne. Minibanker som TOI 1338 b er vanskeligere å oppdage. Begge stjernene i systemet går i bane, og gjør det utfordrende å løsrive de forskjellige transittene og fallene i lyset. I dette tilfellet passerer den mindre stjernen foran den større, og skaper et lignende fall i stjernelys som planetenes gjennomgang.

"Dette er de typene signaler som algoritmer virkelig sliter med."
Vaselin Kostov, hovedforfatter, SETI-instituttet og Goddard Space Flight Center

TOI 1338 bs overganger skjer uregelmessig, mellom hver 93 og 95 dag, noe som gjør det ikke-periodisk. Og dybden og varigheten av transittene er også varierende på grunn av bevegelsen til begge stjerner. Å forene vanskelighetsgraden er det faktum at TESS bare kan se planetens transitt foran den større stjernen, ikke den mindre.

"Dette er de typene signaler som algoritmer virkelig sliter med," sa hovedforfatter Veselin Kostov, forsker ved SETI-instituttet og Goddard, som har arbeidet med andre studier av sirkulære planeter. "Det menneskelige øye er ekstremt flink til å finne mønstre i data, spesielt ikke-periodiske mønstre som de vi ser i transitter fra disse systemene."

Cukier så på transittdataene og var usikker til å begynne med. Hver transitt måtte undersøkes individuelt, fordi både planetens transitt og transitt av den mindre stjernen foran den større produserte lignende fall i stjernelys. Opprinnelig så det ut som den mindre stjernen forårsaket dukkert, men tidspunktet for den stemte ikke med en formørkelse. Teamet brukte en programvarepakke kalt "Eleanor", oppkalt etter hovedpersonen i Carl Sagans "Kontakt", for å hjelpe dem å forstå hva de så.

"Gjennom alle bildene sine overvåker TESS millioner av stjerner," sa medforfatter Adina Feinstein, en doktorgradsstudent ved University of Chicago. "Derfor opprettet teamet vårt eleanor. Det er en tilgjengelig måte å laste ned, analysere og visualisere transittdata. Vi designet den med planeter i tankene, men andre medlemmer av samfunnet bruker den til å studere stjerner, asteroider og til og med galakser. ”

TESS er ikke den første til å studere TOI 1338. Den er studert fra bakken i radiale hastighetsundersøkelser. Disse arkivdataene hjalp teamet med å identifisere TOI 1338 b's bane. I følge dem vil planetens bane være stabil de neste 10 millioner årene, selv om det fra vårt perspektiv vil slutte å transittere foran sin stjerne i november 2023. Så i omtrent 2031 vil vi se transittene igjen, takket være vinkelen av bane.

Selv om vi bare har identifisert noen få, kan det være forholdsvis vanlige ting å gjøre. De er bare vanskelig å finne, spesielt små, selv om det er større sannsynlighet for at sirkulærplasser vil passere enn planeter som kretser om en enkelt stjerne.

Circumbinary planeter kan ha noen rare egenskaper sammenlignet med planeter som går i bane rundt en enkelt stjerne. Orbital-egenskapene til disse systemene kan være komplekse og dynamiske. Noen astronomer kaller dem "voldelige."

En sirkulær som ble oppdaget i 2014, Kepler 413-b, har en aksiell tilt som kan variere med så mye som 30% på 11 år. Det er nær den indre kanten av den beboelige sonen, og sesongene kan svinge vilt. Astronomer som studerer planeten observerte tre transitter som oppsto 66 dager fra hverandre. Da var det ingen overganger på 800 dager, etterfulgt av ytterligere fem overganger, også adskilt med 66 dager hver. Disse hullene i overganger får forskere til å tro at det er mange flere sirkulærplasser der ute, vi observerer bare ikke til rett tid for å se dem passere.

Binære stjernesystemer er vanlige, og astronomer forventer at TESS vil finne flere hundre tusen mer formørkende binære stjernesystemer i løpet av det to år lange oppdraget. Basert på det, vil sannsynligvis romfartøyet finne mange flere kretsplaneter. For referanse fant Kepler 12 sirkulære planeter i 10 formørkende binære stjernesystemer.