Oko zvijezde znatno toplije od Sunca možda kruži plinoviti div s najmanje šest Jupiterovih masa, i to u području koje astronomi nazivaju nastanjivom zonom. Kandidat HD 156295 b izdvojio se u analizi pulsiranja tisuća zvijezda snimljenih svemirskim teleskopom TESS. Ako se potvrdi, njegova bi matična zvijezda postala najtoplija poznata zvijezda s planetom u toj zoni.
Astronomi ga nisu vidjeli niti su zabilježili njegov prolazak ispred zvijezde. Trag su pronašli u sitnim odstupanjima u vremenu dolaska svjetlosnih impulsa sa zvijezde. Takva kašnjenja može izazvati gravitacijski utjecaj nevidljivog pratitelja, ali i promjene unutar same zvijezde. Upravo je razlikovanje tih dvaju uzroka glavno pitanje koje istraživači tek trebaju razriješiti.
Istraživanje koje je vodio Logan G. Wilson, objavljeno u časopisu The Astrophysical Journal, donosi jednog kandidata za planet i osam kandidata za smeđe patuljke. Takvi su sustavi teško dostupni uobičajenim metodama potrage za egzoplanetima.
Zvijezda koja služi kao sat
HD 156295 nalazi se u zviježđu Zmaja, otprilike 143 svjetlosne godine od Zemlje. Ima oko 1,67 Sunčevih masa i zrači približno devet puta više energije od Sunca. Njezina procijenjena efektivna temperatura iznosi oko 7767 kelvina, odnosno oko 7490 Celzijevih stupnjeva.
Pripada vrućim zvijezdama spektralnog tipa A, oko kojih je teško otkriti planete. Njihova brza rotacija širi spektralne linije, pa je teže izmjeriti sitne pomake koje izaziva gravitacijski utjecaj planeta. Promjene sjaja mogu, pak, prikriti plitko zatamnjenje nastalo kada planet prijeđe preko zvjezdanog diska.
U slučaju HD 156295 istraživači su iskoristili upravo svojstvo koje takvu potragu inače otežava. Riječ je o promjenjivoj zvijezdi tipa Delta Scuti, čije pulsacije mogu biti dovoljno pravilne da posluže kao vrlo precizan sat.
Ako oko zvijezde kruži drugi objekt, oba se tijela gibaju oko zajedničkog središta mase. Zvijezda nam se tijekom tog gibanja malo približava i malo udaljava. Svjetlosti tada treba nešto manje ili više vremena da stigne do Zemlje, pa njezine pulsacije opažamo malo ranije ili kasnije nego što bismo očekivali.
Za razliku od tranzitne metode i mjerenja radijalne brzine, ovakav pristup ne traži ni prolazak planeta ispred zvijezde ni neposredno mjerenje pomaka njezinih spektralnih linija. Posebno je koristan za masivne pratitelje čiji obilazak zvijezde traje nekoliko godina.
Gotovo šest zemaljskih godina za jedan obilazak
Tim je analizirao 16.440 kandidata za pulsirajuće zvijezde tipa Delta Scuti u podacima TESS-a. Nakon provjera i prilagodbe orbitalnih modela ostalo je devet sustava s mogućim pratiteljima manje mase nego što je potrebna za zvijezdu.
Za HD 156295 b dobili su minimalnu masu od 6,3 Jupiterove mase, uz nesigurnost od 1,1 Jupiterove mase. Pratitelj bi zvijezdu obilazio za oko 2200 dana, približno šest zemaljskih godina, na udaljenosti od oko 3,9 astronomskih jedinica. Jedna astronomska jedinica odgovara prosječnoj udaljenosti Zemlje od Sunca.
Iako je matična zvijezda mnogo sjajnija od Sunca, kandidat bi zbog udaljene orbite primao oko 60 posto energije koju Zemlja prima od Sunca. Time bi se nalazio na hladnijoj strani njezine nastanjive zone.
Naziv te zone opisuje raspon udaljenosti na kojima bi stjenoviti planet s odgovarajućom atmosferom mogao imati tekuću vodu na površini. Prema sadašnjoj procjeni mase, HD 156295 b bio bi golemi plinoviti planet. Njegov položaj unutar te zone sam po sebi ne upućuje na postojanje vode, čvrste površine ili života.
Zašto potvrda još nije stigla
Signal je na granici onoga što postojeći podaci TESS-a mogu pouzdano razlučiti. Pulsacije zvijezda nisu savršeno stabilne: međudjelovanje različitih načina titranja može promijeniti njihovu fazu i oponašati učinak orbitalnog gibanja. Dosadašnji niz mjerenja također ne obuhvaća cijelu pretpostavljenu orbitu.
Istraživači su provjerili koliko često njihov postupak prepoznaje umetnute planetarne signale, a koliko često u podacima bez planeta izdvoji prividan signal. Uz pretpostavku da približno deset posto usporedivih zvijezda ima takve pratitelje, izračunali su vjerojatnost od oko 51 posto da je ovaj signal stvaran. Ta vjerojatnost ovisi o pretpostavljenoj učestalosti planeta i ne zamjenjuje potvrdu neovisnim opažanjima.
Podaci misija Hipparcos i Gaia omogućili su i neovisno ograničenje mase pratitelja. Iz tih podataka proizlazi gornja granica mase koja je u skladu s mogućnošću planeta, ali oni sami ne potvrđuju njegovo postojanje.
Preostalih osam kandidata ima procijenjene minimalne mase od 25 do 59 Jupiterovih masa i orbitalna razdoblja od približno 1130 do 2800 dana. Autori ih svrstavaju među moguće smeđe patuljke, tijela koja ne mogu trajno održavati fuziju vodika poput zvijezda. I za njih su potrebna dodatna opažanja.
Najizravniji sljedeći test za HD 156295 b bit će dulje praćenje. Prema rasporedu navedenom u radu, TESS bi zvijezdu ponovno trebao promatrati sredinom 2027. godine. Dulji niz podataka mogao bi obuhvatiti cijelu orbitu i pokazati nastavlja li se kašnjenje pulsacija po predviđenom obrascu. Neovisna mjerenja položaja zvijezde mogla bi potom utvrditi postoji li pratitelj i kolika je njegova stvarna masa.
