Các nhà nghiên cứu làm việc với dữ liệu từ NASA TESS (Vệ tinh Khảo sát Exoplanet) đã tìm thấy một hành tinh quay quanh hai ngôi sao. Ban đầu, hệ thống được các nhà khoa học công dân xác định là một cặp sao nhị phân che khuất không có hành tinh. Nhưng một thực tập viên xem xét kỹ hơn dữ liệu đó thấy rằng nó đã bị xác định sai.
Tên thực tập sinh là Wolf Cukier và anh là một thực tập sinh mùa hè tại Trung tâm bay không gian NASA God Goddard, cơ quan quản lý TESS. Các nhà khoa học công dân Zooniverse trong chương trình Planet Hunters TESS đã ghi lại các biến thể về độ sáng của sao trong dữ liệu TESS và tải chúng lên. Cukier đang kiểm tra những video tải lên kỹ hơn khi anh tìm thấy dữ liệu từ TOI 1338, một hệ thống sao nhị phân cách đó khoảng 1300 năm ánh sáng trong chòm sao tượng hình.
Tôi đã xem qua dữ liệu cho tất cả mọi thứ mà các tình nguyện viên đã gắn cờ là một nhị phân che khuất, một hệ thống mà hai ngôi sao xoay quanh nhau và từ quan điểm của chúng tôi che khuất nhau trên mọi quỹ đạo, ném Cukier nói. Sau ba ngày thực tập, tôi thấy một tín hiệu từ một hệ thống có tên TOI 1338. Lúc đầu, tôi nghĩ đó là nhật thực xuất sắc, nhưng thời gian đã sai. Thì ra là một hành tinh.
Một hành tinh hình tròn là một hành tinh quay quanh hai ngôi sao và đây là TESS ĐẦU. Có hơn 20 vòng tròn được xác nhận khác và một số ít chưa được xác nhận hoặc nghi ngờ. Khám phá này đã được trình bày trong một cuộc thảo luận của hội thảo tại cuộc họp thường niên của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ. Cukier và các nhà nghiên cứu khác đã gửi những phát hiện của họ trong một bài báo cho một tạp chí khoa học.
Hành tinh này được gọi là TOI 1338 b và nó là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết trong hệ thống. Nó có kích thước lớn hơn Trái đất khoảng 6,9 lần, đặt nó ở giữa Sao Hải Vương và Sao Thổ để so sánh. Một trong những ngôi sao mà nó quay quanh có khối lượng lớn hơn khoảng 10% so với Mặt trời của chúng ta, trong khi ngôi sao kia thì lạnh hơn và mờ hơn, và chỉ bằng một phần ba khối lượng Mặt trời. Vì TOI 1338 b ở trên cùng một mặt phẳng với các ngôi sao, nó trải qua nhật thực 15 ngày một lần.
TESS hoạt động bằng cách phát hiện các hành tinh đi qua giữa chúng ta và các ngôi sao của chúng. Mỗi lần điều đó xảy ra, nó được gọi là quá cảnh. Máy ảnh nhạy cảm của nó có thể phát hiện những giọt ánh sáng nhỏ này từ ngôi sao. TESS đang thực hiện nhiệm vụ hai năm để phát hiện các ngoại hành tinh bằng cách nghiên cứu cùng một khu vực bầu trời trong 27 ngày cùng một lúc. Trọng tâm của nó là tìm ra những thế giới giống như Trái đất xung quanh các ngôi sao gần đó, dễ dàng hơn cho các đài quan sát và kính viễn vọng khác theo dõi.
Nhưng hầu hết các ngoại hành tinh được phát hiện cho đến nay, bởi TESS và các thợ săn hành tinh khác, đang quay quanh một ngôi sao. Các vòng tròn như TOI 1338 b khó phát hiện hơn. Cả hai ngôi sao trong hệ thống cũng đang quay quanh, khiến cho việc thách thức các quá cảnh và ánh sáng khác nhau trở nên khó khăn. Trong trường hợp này, ngôi sao nhỏ hơn đi qua phía trước ngôi sao lớn hơn, tạo ra sự giảm ánh sáng sao tương tự như quá cảnh của hành tinh.
Đây là những loại tín hiệu mà thuật toán thực sự phải vật lộn với.
Vaselin Kostov, Tác giả chính, Viện SETI và Trung tâm bay không gian Goddard
Quá trình chuyển đổi TOI 1338 b xuất hiện bất thường, cứ sau 93 đến 95 ngày, khiến nó không theo chu kỳ. Và độ sâu và thời gian của quá cảnh cũng thay đổi, vì chuyển động của cả hai ngôi sao. Cộng với khó khăn là thực tế là TESS chỉ có thể nhìn thấy hành tinh trên hành tinh trước mặt ngôi sao lớn hơn, chứ không phải ngôi sao nhỏ hơn.
Đây là những loại tín hiệu mà các thuật toán thực sự phải vật lộn với, đó là tác giả chính của Veselin Kostov, nhà khoa học nghiên cứu tại Viện SETI và Goddard, người đã nghiên cứu các nghiên cứu khác về các hành tinh trong não. Mắt con người cực kỳ giỏi trong việc tìm kiếm các mẫu trong dữ liệu, đặc biệt là các mẫu không định kỳ như các mẫu mà chúng ta thấy trong quá trình chuyển đổi từ các hệ thống này.
Cukier nhìn vào dữ liệu quá cảnh và ban đầu không chắc chắn. Mỗi lần vận chuyển phải được kiểm tra riêng lẻ, bởi vì cả quá cảnh hành tinh và hành trình của ngôi sao nhỏ hơn phía trước ngôi sao lớn hơn đều tạo ra những tia sáng tương tự dưới ánh sao. Ban đầu, nó trông giống như ngôi sao nhỏ hơn đang gây ra sự cố, nhưng thời gian của nó không phù hợp với nhật thực. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng gói phần mềm có tên là El Eloror, tên được đặt theo tên của nhân vật chính trong Carl Sagan Thời gian Liên hệ, để giúp họ hiểu những gì họ đang nhìn thấy.
Trong tất cả các hình ảnh của mình, TESS đang theo dõi hàng triệu ngôi sao, đồng tác giả Adina Feinstein, một sinh viên tốt nghiệp tại Đại học Chicago cho biết. Tại sao đội của chúng tôi tạo ra eleanor. Nó có một cách dễ dàng để tải xuống, phân tích và trực quan hóa dữ liệu chuyển tuyến. Chúng tôi đã thiết kế nó với các hành tinh trong tâm trí, nhưng các thành viên khác trong cộng đồng sử dụng nó để nghiên cứu các ngôi sao, tiểu hành tinh và thậm chí cả các thiên hà.
TESS không phải là người đầu tiên nghiên cứu TOI 1338. Nó đã được nghiên cứu từ mặt đất trong các cuộc khảo sát vận tốc xuyên tâm. Dữ liệu lưu trữ đó đã giúp nhóm xác định quỹ đạo TOI 1338 b. Theo họ, quỹ đạo của hành tinh sẽ ổn định trong 10 triệu năm tới, mặc dù theo quan điểm của chúng tôi, nó sẽ ngừng chuyển động trước ngôi sao của nó vào tháng 11 năm 2023. Sau đó, vào khoảng năm 2031, chúng ta sẽ gặp lại quá cảnh, nhờ vào góc của quỹ đạo.
Mặc dù chúng tôi chỉ xác định được một số ít, nhưng các vòng tròn có thể tương đối phổ biến. Chúng chỉ khó tìm, đặc biệt là những cái nhỏ, mặc dù các vòng tròn có khả năng vận chuyển nhiều hơn các hành tinh quay quanh một ngôi sao.
Các hành tinh xung quanh có thể có một số đặc điểm kỳ lạ so với các hành tinh quay quanh một ngôi sao. Các đặc điểm quỹ đạo của các hệ thống này có thể phức tạp và năng động. Một số nhà thiên văn học gọi chúng là bạo lực.
Một người được phát hiện vào năm 2014, Kepler 413-b, có độ nghiêng dọc trục có thể thay đổi tới 30% trong 11 năm. Nó ở gần rìa bên trong của khu vực có thể ở được và mùa của nó có thể dao động dữ dội. Các nhà thiên văn học nghiên cứu hành tinh đã quan sát ba quá cảnh xảy ra cách nhau 66 ngày. Sau đó, không có quá cảnh trong 800 ngày, tiếp theo là năm lần chuyển tiếp cũng cách nhau 66 ngày. Những lỗ hổng trong quá cảnh khiến các nhà khoa học tin rằng có rất nhiều vòng tròn ngoài kia, chúng tôi chỉ không quan sát đúng lúc để thấy chúng quá cảnh.
Các hệ sao nhị phân là phổ biến và các nhà thiên văn học mong đợi TESS tìm thấy hàng trăm nghìn hệ sao nhị phân che khuất hơn trong nhiệm vụ hai năm. Dựa vào đó, tàu vũ trụ có khả năng tìm thấy nhiều hành tinh vòng tròn hơn. Để tham khảo, Kepler đã tìm thấy 12 hành tinh tuần hoàn trong 10 hệ sao nhị phân che khuất.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Nhiệm vụ của NASA TESS mở ra thế giới đầu tiên với hai ngôi sao
- Tạp chí không gian: Hubble phát hiện một hành tinh xung quanh hệ thống sao nhị phân
- Wikipedia Entry: Hành tinh
