Under 2019, när Wolf Cukier avslutade sitt juniorår på Scarsdale High School i New York, han gick med i NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, som sommarpraktikant. Hans jobb var att undersöka variationer i stjärnans ljusstyrka som fångats av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) och laddats upp till Planet Hunters TESS medborgarvetenskapsprojekt.

"Jag tittade igenom uppgifterna efter allt som frivilliga hade flaggat som en förmörkande binär, ett system där två stjärnor cirkulerar runt varandra och från vår syn förmörkar varandra varje bana, " sa Cukier. "Om tre dagar efter min praktik, Jag såg en signal från ett system som heter TOI 1338. Först trodde jag att det var en stjärnförmörkelse, men timingen var fel. Det visade sig vara en planet."

TOI 1338 b, som det nu heter, är TESS första cirkumbinära planet, en värld som kretsar runt två stjärnor. Upptäckten presenterades i en paneldiskussion på måndagen, 6 januari, vid det 235:e mötet i American Astronomical Society i Honolulu. Ett papper, som Cukier var medförfattare till tillsammans med forskare från Goddard, San Diego State University, University of Chicago och andra institutioner, har skickats till en vetenskaplig tidskrift.

TOI 1338-systemet ligger 1, 300 ljusår bort i stjärnbilden Pictor. De två stjärnorna kretsar runt varandra var 15:e dag. Den ena är ungefär 10 % mer massiv än vår sol, medan den andra är svalare, svagare och bara en tredjedel av solens massa.

TOI 1338 b är den enda kända planeten i systemet. Den är cirka 6,9 gånger större än jorden, eller mellan storlekarna Neptunus och Saturnus. Planeten kretsar i nästan exakt samma plan som stjärnorna, så det upplever regelbundna stjärnförmörkelser.

TESS har fyra kameror, som var och en tar en helbildsbild av en del av himlen var 30:e minut i 27 dagar. Forskare använder observationerna för att generera grafer över hur ljusstyrkan hos stjärnor förändras över tiden. När en planet korsar framför sin stjärna ur vårt perspektiv, en händelse som kallas transit, dess passage orsakar en tydlig dipp i stjärnans ljusstyrka.

Men planeter som kretsar runt två stjärnor är svårare att upptäcka än de som kretsar runt en. TOI 1338 b:s transiter är oregelbundna, mellan var 93:e och 95:e dag, och varierar i djup och varaktighet tack vare dess stjärnors omloppsrörelse. TESS ser bara transiterna som korsar den större stjärnan; transiterna för den mindre stjärnan är för svaga för att upptäckas.

"Det här är de typer av signaler som algoritmer verkligen kämpar med, " sa huvudförfattaren Veselin Kostov, en forskare vid SETI Institute och Goddard. "Det mänskliga ögat är extremt bra på att hitta mönster i data, speciellt icke-periodiska mönster som de vi ser i transiter från dessa system."

Detta förklarar varför Cukier var tvungen att visuellt undersöka varje potentiell transitering. Till exempel, han trodde först att TOI 1338 b:s transitering var ett resultat av att den mindre stjärnan i systemet passerade framför den större – båda orsakar liknande sänkningar i ljusstyrka. Men timingen var fel för en förmörkelse.

Efter att ha identifierat TOI 1338 b, forskargruppen använde ett mjukvarupaket som heter eleanor, uppkallad efter Eleanor Arroway, huvudpersonen i Carl Sagans roman "Kontakt, "för att bekräfta att transiterna var verkliga och inte ett resultat av instrumentella artefakter.

"Genom alla dess bilder, TESS övervakar miljontals stjärnor, " sa medförfattaren Adina Feinstein, en doktorand vid University of Chicago. "Det är därför vårt team skapade eleanor. Det är ett lättillgängligt sätt att ladda ner, analysera och visualisera transitdata. Vi designade den med planeter i åtanke, men andra medlemmar i samhället använder det för att studera stjärnor, asteroider och till och med galaxer."

TOI 1338 hade redan studerats från marken genom undersökningar av radiella hastigheter, som mäter rörelse längs vår synlinje. Kostovs team använde dessa arkivdata för att analysera systemet och bekräfta planeten. Dess omloppsbana är stabil under åtminstone de kommande 10 miljoner åren. Banans vinkel till oss, dock, förändringar tillräckligt för att planettransiteringen kommer att upphöra efter november 2023 och återupptas åtta år senare.

NASA:s Kepler- och K2-uppdrag upptäckte tidigare 12 cirkumbinära planeter i 10 system, alla liknar TOI 1338b. Observationer av binära system är partiska mot att hitta större planeter, sa Kostov. Transiter av mindre kroppar har inte lika stor effekt på stjärnornas ljusstyrka. TESS förväntas observera hundratusentals förmörkande binärer under sitt första tvååriga uppdrag, så många fler av dessa cirkumbinära planeter borde vänta på upptäckt.