Исследователи, работающие с данными из TESS НАСА (Transiting Exoplanet Survey Satellite), обнаружили планету, которая вращается вокруг двух звезд. Первоначально гражданские ученые идентифицировали систему как пару затменных двойных звезд без планеты. Но стажер, присмотревшись к этим данным, обнаружил, что они были опознаны неправильно.
Стажера зовут Вольф Кукье, он был летним стажером в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА, агентстве, которое управляет TESS. Ученые из Zooniverse в программе TESS Planet Hunters зафиксировали изменения яркости звезд в данных TESS и загрузили их. Кукье более внимательно изучал эти загрузки, когда натолкнулся на данные из TOI 1338, двойной звездной системы, расположенной на расстоянии около 1300 световых лет в созвездии Pictor.
«Я просматривал данные обо всем, что добровольцы пометили как затменную двойную систему, систему, в которой две звезды вращаются вокруг друг друга, и, на наш взгляд, затмевают друг друга на каждой орбите», - сказал Кукье. «Примерно через три дня моей стажировки я увидел сигнал от системы под названием TOI 1338. Сначала я подумал, что это было звездное затмение, но время было неправильным. Это оказалась планета.
Окружная планета - это та, которая вращается вокруг двух звезд, и это первая из TESS. Есть более 20 других подтвержденных циркумбинариев и несколько неподтвержденных или сомнительных. Это открытие было представлено в ходе панельной дискуссии на ежегодном собрании Американского астрономического общества. Кукье и другие исследователи представили свои результаты в статье в научном журнале.
Планета называется TOI 1338 b, и это единственная планета, о которой мы знаем в системе. Он примерно в 6,9 раз больше Земли, что помещает его между Нептуном и Сатурном для сравнения. Одна из звезд, вокруг которых она вращается, примерно на 10% массивнее нашего Солнца, а другая - холоднее и тусклее, и составляет только одну треть массы Солнца. Поскольку TOI 1338 b находится почти на той же плоскости, что и звезды, солнечные затмения происходят каждые 15 дней.
TESS работает, обнаруживая планеты, проходящие между нами и их звездами. Каждый раз, когда это происходит, это называется транзитом. Его чувствительные камеры могут обнаружить эти крошечные капли света от звезды. TESS выполняет двухлетнюю миссию по обнаружению экзопланет, изучая один и тот же сектор неба в течение 27 дней. Его цель - найти похожие на Землю миры вокруг соседних звезд, которые другим обсерваториям и телескопам легче отслеживать.
Но большинство экзопланет, обнаруженных до сих пор TESS и другими охотниками за планетами, вращаются вокруг одной звезды. Окружности вроде TOI 1338 b сложнее обнаружить. Обе звезды в системе также вращаются, что затрудняет распутывание различных транзитов и провалов света. В этом случае меньшая звезда проходит перед более крупной, создавая такое же падение звездного света, что и транзит планеты.
«Это типы сигналов, с которыми алгоритмы действительно борются».
Васелин Костов, ведущий автор, Институт SETI и Центр космических полетов Годдарда
Транзиты TOI 1338 b происходят нерегулярно, каждые 93-95 дней, что делает его непериодическим. И глубина и продолжительность транзитов также варьируются из-за движения обеих звезд. Трудность усугубляется тем фактом, что TESS может видеть только транзит планеты перед большей звездой, а не с меньшей.
«Это типы сигналов, с которыми алгоритмы действительно борются», - сказал ведущий автор Веселин Костов, научный сотрудник Института SETI и Годдард, который занимался другими исследованиями околоземных планет. «Человеческий глаз чрезвычайно хорош в нахождении шаблонов в данных, особенно непериодических шаблонов, подобных тем, которые мы видим в транзитах из этих систем»
Цукер посмотрел на транзитные данные и поначалу был неуверен. Каждый транзит должен был рассматриваться индивидуально, поскольку как транзит планеты, так и транзит меньшей звезды перед более крупной вызывал аналогичные провалы в свете звезд. Первоначально казалось, что меньшая звезда вызывает падение, но время ее не соответствует затмению. Команда использовала программный пакет под названием «Элеонора», названный в честь главного героя в «Контакте» Карла Сагана, чтобы помочь им понять, что они видят.
«На всех своих снимках TESS отслеживает миллионы звезд», - говорит соавтор Адина Файнштейн, аспирант Чикагского университета. «Вот почему наша команда создала Элеонор. Это доступный способ загрузки, анализа и визуализации транзитных данных. Мы разработали его с учетом планет, но другие члены сообщества используют его для изучения звезд, астероидов и даже галактик ».
TESS не первый, кто изучил TOI 1338. Он был изучен с земли при радиальных исследованиях скорости. Эти архивные данные помогли команде определить орбиту TOI 1338b. По их словам, орбита планеты будет стабильной в течение следующих 10 миллионов лет, хотя с нашей точки зрения она прекратит проходить перед своей звездой в ноябре 2023 года. Затем, примерно в 2031 году, мы снова увидим транзиты, благодаря углу орбиты.
Хотя мы определили лишь несколько из них, околоношники могут быть относительно распространенными. Их просто сложно найти, особенно маленькие, хотя околоземные орбиты с большей вероятностью пройдут, чем планеты, вращающиеся вокруг одной звезды.
Окружные планеты могут иметь некоторые странные характеристики по сравнению с планетами, вращающимися вокруг одной звезды. Орбитальные характеристики этих систем могут быть сложными и динамическими. Некоторые астрономы называют их «насильственными».
Один циркумбинарий, открытый в 2014 году, Kepler 413-b, имеет осевой наклон, который может изменяться на целых 30% за 11 лет. Он находится вблизи внутреннего края обитаемой зоны, и его времена года могут сильно колебаться. Астрономы, изучающие планету, наблюдали три транзита, происходящих с интервалом в 66 дней. Тогда не было никаких транзитов в течение 800 дней, затем следовало еще пять транзитов, разделенных по 66 дней каждый. Эти пробелы в транзитах заставляют ученых полагать, что вокруг них гораздо больше околоземных путей, мы просто не наблюдаем в нужное время, чтобы увидеть их транзит.
Бинарные звездные системы распространены, и астрономы ожидают, что TESS найдет сотни тысяч более затменных двойных звездных систем в течение двухлетней миссии. Исходя из этого, космический корабль, вероятно, найдет еще много планет. Для справки, Кеплер обнаружил 12 околоземных планет в 10 затменных двойных звездных системах.
Больше:
- Пресс-релиз: Миссия НАСА TESS открывает свой первый мир двумя звездами
- Космический журнал: Хаббл обнаруживает планету вокруг бинарной звездной системы
- Статья в Википедии: Планеты округа
