Astronomowie znaleźli 15 nowych planet

Naukowcy odkryli 15 nowych pozasłonecznych planet i zmierzyli masy 126 innych. To największe badanie tego typu. Przeprowadzono je za pomocą hawajskiego Obserwatorium Kecka i satelity TESS.

Astronomowie z University of Kansas (USA) przedstawili właśnie nowy obszerny katalog informacji na temat egzoplanet. Korzystając z Obserwatorium Kecka oraz teleskopu kosmicznego TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) wykryli 15 nieznanych wcześniej planet pozasłonecznych i określili masę 126 innych. „Te dwa instrumenty działają synergicznie w badaniach egzoplanet” – mówił Alex Polanski główny autor opracowania, które ukazało się w piśmie „The Astrophysical Journal Supplement Series”. „TESS to satelita okrążający Ziemię ponad jej atmosferą, który skanuje niebo w poszukiwaniu egzoplanet, posługując się metodą wykrywania tranzytów” – dodał.

>>> Planeta wielkości Ziemi odkryta wokół małej zimnej gwiazdy

Metoda wykrywania tranzytów

Wspomniana metoda polega na wykrywaniu zmian w jasności gwiazd w czasie, gdy na tle ich tarcz wędrują planety.

„Z pomocą wykrywania i pomiarów tego typu tranzytów naukowcy mogą określić okres orbitalny planety i jej wielkość. Większe planety blokują więcej światła, dzięki czemu łatwiej jest je zauważyć. Jednak dane odnośnie tranzytów nie mówią o masie planet, co jest kluczowe dla zrozumienia ich budowy” – wyjaśniał badacz.

Do oceny masy planet naukowcy wykorzystali położone na Mauna Kea na Hawajach Obserwatorium Kecka, które pozwala na pomiary powodowanych ruchem planety drgań gwiazdy.

„Technika ta polega na obserwacji gwiazdy macierzystej i pomiarze jej widma. Gwiazdy zawierają takie pierwiastki jak wodór, hel i żelazo, które tworzą charakterystyczne linie absorpcyjne. Pod wpływem krążącej planety gwiazda doświadcza niewielkiego przyciągania grawitacyjnego, powodującego jej drganie. To drganie przesuwa linie widmowe z powodu efektu Dopplera — podobnie jak zmienia się wysokość dźwięku syreny, zależnie od tego, czy się przybliża, czy oddala. Wielkość przesunięcia linii widmowych jest związana z masą planety – większe planety powodują większe przesunięcia” – tłumaczył Polanski.

Naukowcy przypominają, że tą metodą – jeszcze w latach w latach 90-tych – wykryto pierwsze egzoplanety wokół gwiazd podobnych do Słońca, znane jako gorące Jowisze. Chodzi o masywne obiekty wielkości Jowisza z krótkimi okresami orbitalnymi, wynoszącymi około 10 dni. Jednak mniejsze planety, zwłaszcza te o rozmiarach mieszczących się między rozmiarami Ziemi i Neptuna, powodują znacznie mniejsze przesunięcia widma i wymagają czulszych instrumentów, takich jak pracujące w Obserwatorium Kecka.

Układ Słoneczny mniej typowy niż sądzono

Nowe badanie przeprowadzone zostało w ramach programu TESS-Keck Survey – największego programu analizy planet wykrytych przez satelitę TESS.

„Tego typu katalogi pozwalają astronomom na umieszczenie poszczególnych globów w odpowiednim kontekście całej populacji egzoplanet” – mówi prof. Ian Crossfield, współautor dokonania.

„Nasza publikacja przedstawia największy tego typu zestaw planet w historii. Ostatni, podobny katalog zawierał, jeśli dobrze pamiętam, 27 egzoplanet. Ten zawiera ich 126” – podkreśla Polanski.

Niektóre planety zadziwiły naukowców. Na przykład TOI-1824 b, czyli supergęsty, tak zwany pod-neptun, który jest 19 razy bardziej masywny od Ziemi, ale tylko 2,6 razy od niej większy. Zwykle planety tego rodzaju są od 6 do 12 razy bardzie masywne, niż Ziemia.

Z kolei TOI-1798 to tak zwany pomarańczowy karzeł – gwiazda typu K, wokół której krążą dwie planety – TOI–1798 b i TOI–1798 c. Pierwsza z nich to także pod-neptun, na którym rok trwa tylko 8 dni, a druga to superziemia, która okrąża gwiazdę jeszcze szybciej, bo w czasie zaledwie 12 godzin. To jedna z nielicznych gwiazd z planetami o tak krótkim okresie – podkreślają naukowcy.

„Podczas gdy większość znanych nam obecnie planet krąży wokół swoich gwiazd szybciej niż Merkury wokół Słońca, w przypadku tzw. USPs (ultrakrótkookresowe planety) mamy do czynienia z ekstremum” – mówi prof. Crossfield. „TOI-1798 c krąży wokół swojej gwiazdy tak szybko, że jeden rok na tej planecie trwa mniej niż pół dnia na Ziemi. Ze względu na swoją bliskość do gwiazdy macierzystej USPs są również ekstremalnie gorące — otrzymują ponad 3000 razy więcej promieniowania, niż Ziemia otrzymuje od Słońca. Tak ekstremalne środowisko oznacza, że ta planeta prawdopodobnie straciła wszelką atmosferę, którą początkowo posiadała” – dodaje ekspert.

Badanie dalekich planet może przy okazji pozwolić na lepsze zrozumienie Układu Słonecznego.

„Astronomia przeszła przez kilka wielkich zmian. Kiedyś wierzyliśmy, że Ziemia jest centrum wszechświata. Potem dowiedzieliśmy się, że nawet nie jest centrum Układu Słonecznego. Następnie odkryliśmy, że Ziemia to tylko jedna z planet w galaktyce, która z kolei jest jedną z miliardów galaktyk. Jednak nasz Układ Słoneczny może być bardziej wyjątkowy, niż myśleliśmy. Około połowa wszystkich gwiazd podobnych do Słońca należy do układu podwójnego i ma towarzysza. Nasze Słońce nie ma. Tylko około 10 proc. gwiazd podobnych do Słońca ma gazowe olbrzymy, takie jak Jowisz lub Saturn. To sugeruje, że nasz Układ Słoneczny może być mniej typowy, niż sądziliśmy” – podkreśla Polanski.