13 июн 2023 647

Планета с двумя солнцами: ученые нашли новый мир в звездной системе TOI-1338

Звездная система, названная TOI-1338, содержит две звезды и находится на расстоянии 1320 световых лет в созвездии Живописца на южном небосводе.

В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, члены исследовательской группы BEBOP (Binaries Escorted By Orbiting Planets — Бинарные системы с орбитальными планетами) сообщают о существовании второй планеты, BEBOP-1c. Первая планета, TOI-1338b, была открыта в 2019 году с помощью транзитного метода. Ученые могли видеть, как свет одной из звезд слегка уменьшался, когда планета пересекала ее диск. Наблюдения вели с помощью космического телескопа TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).

Циркумбинарные планеты — это планеты, которые вращаются вокруг двух звезд, а не одной. Две звезды образуют двойную систему и вращаются вокруг общего центра масс, а планета обычно находится дальше от центра системы, чем любая из двух звезд. В отличие от циркумбинарных планет, циркумзвездные планеты в двойной системе имеют стабильные орбиты вокруг одной из двух звезд.

На сегодня известно всего 12 циркумбинарных систем с планетами, и только две из них имеют более одной планеты. Теоретические работы предполагают, что образование циркумбинарных планет затруднено, потому что две звезды в центре системы нарушают диск, в котором формируются планеты. Поэтому выяснение того, сколько существует циркумбинарных планет и каковы их свойства, может дать важные подсказки для понимания физических процессов, определяющих формирование планет.

Большинство циркумбинарных планет были обнаружены с помощью метода транзитов, который отслеживает яркость звезд на предмет любых снижений, вызванных прохождением планеты перед ними. Однако этот метод не может легко измерить массу обнаруженных планет. Поэтому была запущена программа BEBOP для поиска циркумбинарных планет с помощью другого метода — метода радиальных скоростей. Этот метод измеряет «качание» скорости звезды, вызванное гравитационным притяжением орбитального объекта. Этот метод более чувствителен к многопланетным системам, чем метод транзитов, и также более экономичен.

Команда BEBOP уже наблюдала за этой системой с помощью этого метода в то время, когда была обнаружена планета TESS. Они расширили свой объем данных, включив измерения от спектрографов ESPRESSO и HARPS, которые являются двумя из лучших инструментов для поиска планет в мире. Несмотря на все усилия и годы работы, команде не удалось определить массу планеты TESS, но зато они обнаружили вторую планету — BEBOP-1c и измерили ее массу.

Это была сложная система для подтверждения, и наши наблюдения были прерваны пандемией COVID, когда телескопы в Чили закрылись на шесть месяцев в критический период орбиты планеты. Эта часть орбиты снова стала наблюдаемой в прошлом году, когда мы завершили обнаружение

— доктор Мэттью Стендинг, ведущий автор статьи.

BEBOP-1c довольно большая: ее масса в 65 раз больше массы Земли, но примерно в пять раз меньше массы Юпитера. Она обращается вокруг обеих звезд каждые 215 дней. Она находится на расстоянии 2,6 астрономических единиц от центра двойной системы, что примерно равно расстоянию между Солнцем и астероидным поясом в нашей солнечной системе. Планета TESS, которая не была обнаружена методом радиальных скоростей, имеет период обращения 95 дней и радиус в 6,9 раза больше радиуса Земли. Она находится на расстоянии 0,7 астрономических единиц от центра двойной системы, что примерно равно расстоянию между Солнцем и Венерой.

Название системы TOI означает «объекты интереса TESS». Планету нашел летом 2019 года Вульф Кукьер, 17-летний старшеклассник из Скарсдейла, штат Нью-Йорк, который пришел в центр космических полетов Годдарда в качестве летнего стажера. Он просматривал кривые блеска, которые были отмечены как двойные затмения добровольцами из проекта «Охотники за планетами» — гражданской научной инициативы. Кукьер и шестеро из добровольцев «Охотников за планетами» являются соавторами публикации о новооткрытой планете.

Я искал планету, которая вращается вокруг двух звезд, — рассказывает он в пресс-релизе НАСА. — Примерно на третий день стажировки я увидел сигнал от системы под названием TOI 1338. Сначала я подумал, что это звездное затмение, но время было неправильным. Оказалось, что это планета

— Вульф Кукьер, старшеклассник и стажер НАСА.

Кукьер сообщил об этом своему наставнику, и они вместе изучили данные от звезд и заметили два дополнительных световых блика, после чего начали анализировать, может ли это быть планетой.

TOI 1338 b — не просто любая планета, а циркумбинарная планета. Это означает, что она вращается вокруг двух звезд, а не одной. Поклонники «Звездных войн» могут вспомнить, что вымышленный дом Люка Скайуокера, Татуин, был циркумбинарной планетой. Это сравнение не ускользнуло от Кукьера, который отмечает, что сегодня он носит футболку со «Звездными войнами».

Она очень похожа на Татуин, по крайней мере тем, как звезды выглядят на небе. Так что у нее тоже будет двойной закат.

— Вульф Кукьер.

Но в отличие от Татуина эта планета совсем не пригодна для жизни.