Ett team av astronomer och medborgarforskare har upptäckt en planet i den beboeliga zonen av ett ovanligt stjärnsystem, inklusive två stjärnor och potentiellt ytterligare en exoplanet.
Planetjägarna såg den Neptunusliknande planeten när den korsade framför sin värdstjärna och dämpade tillfälligt stjärnans ljus på ett sätt som liknar en solförmörkelse på jorden. Denna "transitmetod" identifierar vanligtvis planeter med snäva banor, eftersom de är mer benägna att följa banor som placerar dem mellan jorden och deras värdstjärna och, när de följer sådana banor, flyttar de till ljusblockerande positioner oftare. Det är därför den här nyupptäckta planeten anses vara ovanligt långt borta, eftersom planeten tar 272 dagar att varva sin stjärna.
Dessutom är stjärnan nu överlägset den ljusaste som är känd för att vara värd för en transitplanet i den beboeliga zonen där flytande vatten kan finnas.
Uppföljande observationer av systemet avslöjade ännu fler egenheter. Stjärnan kretsar också kring en ännu obekräftad andra planet med en 34-dagars bana och, kanske mest intressant, en annan stjärna. Det unika systemet ger en värdefull datapunkt för forskare som försöker förstå hur planeter bildas och förblir i stabila banor i flerstjärniga system. Forskarna presenterar sina upptäckter den 30 april i The Astrophysical Journal .
"Att hitta planeter i flerstjärniga system är avgörande för vår förståelse av hur man kan göra olika planeter av samma material", säger studiens huvudförfattare Nora Eisner, en forskare vid Flatiron Institutes Center for Computational Astrophysics i New York City.
System av stjärnor och planeter bildas när moln av gas och damm börjar klumpa ihop sig. När en stjärna bildas bredvid en annan stjärna kan paret bilda ett binärt stjärnsystem. Eftersom planeter uppskattas ha hälften så stor sannolikhet att bildas i ett binärt stjärnsystem jämfört med enstjärniga system, säger Eisner "det är ganska spännande att vi hittade den här."
Den nyfunna planeten – formellt kallad TOI 4633 c, men med smeknamnet Percival (efter en karaktär från "Harry Potter"-bokserien) av forskarna – identifierades först av medborgarforskare som sållade igenom data som samlats in av NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Planet Hunters TESS-programmet gör det möjligt för alla som har en dator ansluten till internet att söka efter oupptäckta planeter i TESS-data.
"Varje gång jag upptäcker en möjlig transitering kan jag känna mitt hjärta slå snabbare och min spänning stiga kraftigt", säger Simon Bentzen, en dansk medborgarforskare som har arbetat som volontär med Planet Hunters TESS sedan 2018. "Jag är väldigt glad att jag hjälpte till. hitta det nya systemet Jag hoppas att de nya planeterna kan bidra till vår förståelse av planetbildningen och hjälpa till att svara på andra intressanta planetfrågor."
Medborgarforskarna hjälper astronomerna att sortera igenom de enorma datamängderna, som är alldeles för stora för forskare att analysera på egen hand. Hittills har projektet tillåtit över 43 000 volontärer från 90 länder att hjälpa till att katalogisera cirka 25 miljoner föremål. Medborgarforskare är särskilt ovärderliga för att hitta exoplaneter i långa omloppsbanor eftersom dessa objekt är svåra för datorer att identifiera.
"Den mänskliga hjärnan har en verkligen otrolig förmåga att känna igen mönster och att filtrera bort brus", säger Eisner, som är huvudutredare för Planet Hunters TESS. "Medan våra algoritmer kämpar för att identifiera dessa långtidsplaneter, gör det inte medborgarforskarna."
Efter att 15 medborgarforskare flaggat för den möjliga planeten, beslutade Eisner och hennes team att ta en närmare titt. Uppföljningsstudie av stjärnans radiella hastighet – som letade efter små vinglar i stjärnans rörelse som avslöjar gravitationsdragningen av närliggande följeslagare – visade en potentiell andra planet nära stjärnan.
Ytterligare bilder och arkivdata avslöjade att det som forskarna först trodde var en enda stjärna faktiskt är två. De två samkretsande stjärnorna är för närvarande för nära varandra för att kunna särskiljas individuellt från vår utsiktspunkt på jorden. Men arkivobservationer av stjärnan som samlats in under de senaste 119 åren visade att systemet verkligen är ett par binära stjärnor.
Den nya exoplaneten har den näst längsta omloppsbanan av alla planeter som upptäckts med TESS-data och är en av endast fem med omlopp längre än 100 dagar. "Den här planeten är anmärkningsvärd i många aspekter," säger Eisner. "Det är anmärkningsvärt i sin omloppsbana, det är anmärkningsvärt för att vara i den beboeliga zonen och det är anmärkningsvärt för att kretsa runt en ljus stjärna."
Även om forskarna tror att planeten är i den beboeliga zonen, skulle de inte rekommendera den som en destination för din nästa interstellära semester. TOI 4633 c har ingen fast yta, och atmosfären är troligen tjock av vattenånga, väte och metan. Tidigare studier har dock visat att långtidsplaneter är mer benägna att ha satelliter eller månar, vilket kan erbjuda fasta ytor för liv att få fäste.
"Om den här planeten skulle ha en måne, skulle den månen sannolikt ha en fast yta, vilket då kan vara ett bra ställe att hitta vatten", säger Eisner. I framtiden kan exoplaneten bli föremål för exomoondetekteringskampanjer med tanke på systemets ljusstyrka och planetens långa omloppsbana, vilka båda är användbara för exomoondetektering.
Medan forskare är angelägna om att lära sig mer om detta system, kommer det att dröja minst 30 år innan de två stjärnorna är tillräckligt långt ifrån varandra för att de ska kunna bestämma den exakta layouten av stjärnsystemet. Att bekräfta om planeterna kretsar kring samma stjärna eller olika kan bidra till att förbättra vår förståelse för hur länge sådana system kan förbli stabila.
Det kan också hjälpa forskare att göra bättre förutsägelser för att hitta nya exoplaneter. Faktum är att nästan hälften av alla solliknande stjärnor upptar flerstjärniga system.
"Om vi kunde begränsa var planeterna kretsar, skulle det verkligen erbjuda en språngbräda för att öppna upp vår förståelse av exoplanetbildning," säger Eisner. "Det kan också möjligen hjälpa oss att en dag kunna titta på en stjärna och dess egenskaper och göra några gissningar om vilka planeter som potentiellt kretsar i det systemet."
Eisner uppmuntrar personer som är intresserade av att arbeta frivilligt med Planet Hunters TESS att kolla in projektets webbplats.
Mer information: Nora L. Eisner et al, Planet Hunters TESS. V. Ett planetsystem runt en dubbelstjärna, inklusive en mini-Neptunus i den beboeliga zonen, The Astronomical Journal (2024). DOI:10.3847/1538-3881/ad1d5c
Journalinformation: Astronomisk tidskrift , Astrofysisk tidskrift
Tillhandahålls av Simons Foundation
