Od ponad dekady astronomowie wiedzą, że planety mogą okrążać dwie gwiazdy jednocześnie, co stanowi niebiańską konfigurację rozsławioną dzięki filmowi „Gwiezdne wojny” i planecie Tatooine. Jednak do niedawna nasz katalog takich planet okołokrążeniowych pozostawał zaskakująco mały. Nowe badanie wykorzystujące dane z należącego do NASA satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) znacznie rozszerzyło tę listę, identyfikując 27 nowych kandydatów na planety krążących wokół układów podwójnych gwiazd.
Odkrycie to sugeruje, że takich egzotycznych światów może istnieć znacznie więcej, niż wcześniej sądzono, a ich liczba we Wszechświecie Drogi Mlecznej może sięgać dziesiątek tysięcy.
Zmiana strategii wykrywania
Przełom był możliwy dzięki nowemu zastosowaniu już istniejącej techniki astronomicznej zwanej precesją apsydalną. Chociaż technikę tę stosowano już wcześniej do badania gwiazd podwójnych, nigdy nie została zastosowana do poszukiwań egzoplanet na dużą skalę.
Oto jak to działa:
* Astronomowie obserwują gwiazdy podwójne, które zaćmiewają się nawzajem z naszej perspektywy.
* Śledzą subtelne zmiany w czasie i kształcie tych orbit w długich okresach.
* Jeśli przesunięć orbit nie można wytłumaczyć teorią względności Einsteina ani interakcjami między dwiema gwiazdami, oznacza to obecność trzeciego ciała grawitacyjnie wpływającego na układ.
* Najprawdopodobniej to trzecie ciało jest planetą.
„Większość naszej obecnej wiedzy o planetach jest obciążona sposobem, w jaki ich szukaliśmy” – wyjaśnia Margot Thornton, główna autorka badania i doktorantka na Uniwersytecie Nowej Południowej Walii (UNSW). „Znaleźliśmy głównie te, które były najłatwiejsze do wykrycia”.
Tradycyjne metody, takie jak metoda tranzytu (która wykrywa spadek jasności gwiazdy, gdy planeta przechodzi przed nią) wymagają precyzyjnego ustawienia planety, gwiazdy i obserwatora. Jednakże metoda precesji apsydalnej pozwala nam wykrywać planety, które nie są idealnie dopasowane do naszej linii wzroku, odsłaniając ukrytą populację światów, które wcześniej były niewidoczne.
Zróżnicowany i odległy spis ludności
27 nowych kandydatów różni się znacznie pod względem wielkości i odległości:
* Zakres mas: Kandydaci mogą wybierać od obiektów wielkości Neptuna po gigantów o masie dziesięciokrotnie większej od Jowisza.
* Odległość: Są rozproszone po całym niebie, najbliższy kandydat znajduje się w odległości około 650 lat świetlnych, a najdalszy w przybliżeniu 18 000 lat świetlnych.
* Widoczność: Ponieważ układy te są rozmieszczone zarówno na niebie północnym, jak i południowym, astronomowie mogą obserwować przez teleskop co najmniej jeden z nich przez cały rok.
Spośród 1590 przeanalizowanych układów podwójnych gwiazd 27 wykazało istnienie planet. Daje to współczynnik wykrywalności wynoszący prawie 2%, a statystyka ma znaczące implikacje dla przyszłości astronomii.
Implikacje dla przyszłych badań
Odkrycie podkreśla krytyczną zmianę w naszym rozumieniu populacji planet. Jeśli tylko 2% obserwowanych układów podwójnych ma wykrywalne planety, prawdziwa liczba planet okołopodwójnych może być ogromna.
Ben Monte, współautor badania i astronom na UNSW, twierdzi, że to dopiero początek. „Nie spodziewałem się, że na tym etapie badania pilotażowego znajdę już 27 kandydatów” – mówi. „Teraz rozpoczyna się naprawdę ekscytujący projekt polegający na ustaleniu, które z nich są prawdziwymi planetami”.
Wyniki sugerują, że nadchodzące badania, szczególnie Dziedzictwo Przeglądu Przestrzeni i Czasu Obserwatorium Vera Rubin, mogą w ciągu następnej dekady odkryć tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy dodatkowych planet okołopodwójnych. Będzie to wymagało znacznego wysiłku ze strony społeczności astronomicznej, ale może zmienić nasze rozumienie powstawania i rozmieszczenia planet.
Wniosek
Badania te pokazują, że zmieniając naszą perspektywę obserwacyjną, możemy odkryć bogatszy, bardziej złożony wszechświat. Identyfikacja 27 nowych kandydatów na planety okołopodwójne nie tylko poszerza nasz katalog egzotycznych światów, ale także dowodzi, że obecne metody wykrywania jedynie zarysowały powierzchnię tego, co istnieje w naszej galaktyce. W miarę pojawiania się nowych technologii i technik polowanie na światy takie jak Tatooine staje się jednym z najbardziej obiecujących obszarów badań nad egzoplanetami.
