Интерпретация художника TOI 4633 c, экзопланеты, похожей на Нептун, обнаруженной на орбите обитаемой зоны солнечноподобной звезды. В системе есть вторая звезда (справа), а также может находиться еще одна экзопланета (слева). Фото: Эд Белл, Фонд Саймонса.
Команда астрономов и гражданских ученых обнаружила планету в обитаемой зоне необычной звездной системы, включающую две звезды и, возможно, еще одну экзопланету.
Охотники за планетами заметили планету, похожую на Нептун, когда она прошла перед своей звездой, временно затемняя свет звезды, что похоже на солнечное затмение на Земле. Этот «метод транзита» обычно идентифицирует планеты с узкими орбитами, поскольку они с большей вероятностью будут следовать по путям, которые помещают их между Землей и звездой-хозяином, и, следуя по таким путям, чаще перемещаются в положения, блокирующие свет. Вот почему эта недавно открытая планета считается необычайно далекой: планете требуется 272 дня, чтобы пройти вокруг своей звезды.
Кроме того, на данный момент звезда является самой яркой из известных, у которой есть транзитная планета в обитаемой зоне, где может существовать жидкая вода.
Последующие наблюдения за системой выявили еще больше особенностей. Вокруг звезды также вращается еще не подтвержденная вторая планета с 34-дневной орбитой и, что, пожалуй, самое интересное, еще одна звезда. Уникальная система предоставляет ценные данные для ученых, пытающихся понять, как планеты формируются и остаются на стабильных орбитах в многозвездных системах. Исследователи представили свои открытия 30 апреля в Астрофизическом журнале.
«Обнаружение планет в многозвездных системах имеет решающее значение для нашего понимания того, как можно создавать разные планеты из одного и того же материала», — говорит ведущий автор исследования Нора Эйснер, научный сотрудник Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке.
Системы звезд и планет образуются, когда облака газа и пыли начинают слипаться. Когда звезда формируется рядом с другой звездой, пара может образовать двойную звездную систему. Поскольку, по оценкам, вероятность образования планет в двойной звездной системе в два раза ниже, чем в однозвездных системах, Эйснер говорит, что «очень интересно, что мы нашли эту планету».
Новообретенная планета, формально называемая TOI 4633 c, но названная учеными Персивалем (в честь персонажа из серии книг о Гарри Поттере), была впервые идентифицирована гражданскими учеными, анализирующими данные, собранные с помощью спутника НАСА для исследования транзитных экзопланет (TESS). Программа Planet Hunters TESS позволяет любому, у кого есть компьютер, подключенный к Интернету, искать неоткрытые планеты в данных TESS.
«Каждый раз, когда я замечаю возможный транзит, я чувствую, как мое сердце бьется быстрее, и мое волнение сильно возрастает», — говорит Саймон Бентцен, датский ученый, который работает волонтером в Planet Hunters TESS с 2018 года. «Я очень рад, что помог. найти новую систему, я надеюсь, что новые планеты помогут нам лучше понять формирование планет и ответить на другие интересные планетарные вопросы».
Гражданские ученые помогают астрономам разобраться в огромных наборах данных, которые слишком велики, чтобы исследователи могли проанализировать их самостоятельно. На сегодняшний день проект позволил более 43 000 волонтерам из 90 стран помочь каталогизировать около 25 миллионов объектов. Гражданские учёные особенно неоценимы в поиске экзопланет на длинной орбите, потому что эти объекты трудно идентифицировать компьютерам.
«Человеческий мозг обладает действительно невероятной способностью распознавать закономерности и фильтровать шум», — говорит Эйснер, главный исследователь Planet Hunters TESS. «В то время как наши алгоритмы изо всех сил пытаются идентифицировать эти планеты с более длинным периодом, гражданские ученые этого не делают».
После того, как 15 гражданских ученых отметили возможную планету, Эйснер и ее команда решили присмотреться к ней поближе. Последующее исследование лучевой скорости звезды, в ходе которого искали крошечные колебания в движении звезды, которые выявляют гравитационное притяжение ближайших спутников, показало потенциальную вторую планету близко к звезде.
Дальнейшие изображения и архивные данные показали, что то, что ученые сначала считали одной звездой, на самом деле оказалось двумя. Две вращающиеся на одной орбите звезды в настоящее время находятся слишком близко друг к другу, чтобы их можно было различить по отдельности с нашей точки зрения на Земле. Однако архивные наблюдения за звездой, собранные за последние 119 лет, показали, что система действительно представляет собой пару двойных звезд.
Инфографика, иллюстрирующая новые открытия о многозвездной и многопланетной системе. Фото: Люси Ридинг-Икканда/Фонд Саймонса.
Новая экзопланета имеет вторую по длине орбиту среди всех планет, обнаруженных с помощью данных TESS, и является одной из пяти с орбитой более 100 дней. «Эта планета примечательна во многих аспектах», — говорит Эйснер. «Он примечателен своей орбитой, он примечателен тем, что находится в обитаемой зоне, и примечателен тем, что вращается вокруг яркой звезды».
Хотя ученые считают, что планета находится в обитаемой зоне, они не советуют ее в качестве места для вашего следующего межзвездного отпуска. TOI 4633 c не имеет твердой поверхности, а атмосфера, вероятно, насыщена водяным паром, водородом и метаном. Однако предыдущие исследования показали, что долгопериодические планеты с большей вероятностью будут иметь спутники или спутники, которые могут предложить твердую поверхность для зарождения жизни.
«Если бы у этой планеты была луна, эта луна, скорее всего, имела бы твердую поверхность, которая могла бы стать отличным местом для поиска воды», — говорит Эйснер. В будущем экзопланета может стать целью кампаний по обнаружению экзолуны, учитывая яркость системы и длинную орбиту планеты, которые полезны для обнаружения экзолуны.
Хотя ученые стремятся узнать больше об этой системе, пройдет как минимум 30 лет, прежде чем две звезды окажутся достаточно далеко друг от друга, чтобы можно было определить точное расположение звездной системы. Подтверждение того, вращаются ли планеты вокруг одной и той же звезды или разных, может помочь улучшить наше понимание того, как долго такие системы могут оставаться стабильными.
Это также может помочь ученым сделать более точные прогнозы для поиска новых экзопланет. Действительно, почти половина всех солнцеподобных звезд занимают многозвездные системы.
«Если бы мы смогли определить орбиту планет, это действительно стало бы ступенькой к нашему пониманию формирования экзопланет», — говорит Эйснер. «Это также может помочь нам когда-нибудь взглянуть на звезду и ее свойства и сделать некоторые предположения о том, какие планеты потенциально вращаются в этой системе».
Эйснер призывает людей, заинтересованных в волонтерстве в Planet Hunters TESS, посетить веб-сайт проекта.
Информация от: Фондом Саймонса
