Planeti koji obilaze dva bijela patuljka mogli bi se otkriti po sitnim promjenama u gravitacijskim valovima tih zvjezdanih ostataka. Dva nova istraživanja razrađuju kako bi budući svemirski opservatorij LISA pronalazio takve svjetove i kako bi teleskop James Webb provjeravao neke od mogućih nalaza.
U takvim dvojnim sustavima zasad nije potvrđen nijedan planet. Proračuni pokazuju kako bi se mogla istražiti populacija koja je postojećim metodama uglavnom nedostupna. LISA se još razvija, a njezino je lansiranje prema NASA-i predviđeno za sredinu 2030-ih.
Planet mijenja signal dviju zvijezda
Bijeli patuljak gust je ostatak zvijezde poput Sunca, približno veličine Zemlje. Dva takva objekta mogu kružiti vrlo blizu jedan drugome, s vremenom obilaska kraćim od sata. Njihovo gibanje stvara gravitacijske valove, sićušne promjene u geometriji prostorvremena.
Ako oko para kruži dovoljno masivan planet, njegova gravitacija pomiče i sam par. Gibanje izvora prema nama i od nas mijenja opaženu frekvenciju valova Dopplerovim učinkom. U signalu bi se pojavile dodatne frekvencije uz glavnu, iz kojih bi astronomi mogli zaključivati o nevidljivom pratitelju.
Casey McGrath u prvom radu u časopisu The Astrophysical Journal razrađuje fiziku takvog mjerenja. Za prepoznavanje planetova utjecaja važni su njegova masa, trajanje obilaska i duljina promatranja. Model mora uzeti u obzir i gibanje samog opservatorija, koje također mijenja opaženi signal.
Webb bi tražio dodatno infracrveno zračenje
U drugom radu McGrath i suradnici ispituju mogućnost neovisne provjere svjetlošću. Planet bi vlastitim infracrvenim zračenjem mogao pojačati signal sustava iznad vrijednosti koja se očekuje samo od dvaju bijelih patuljaka. Taj dodatni doprinos mogao bi izmjeriti Webb.
Za računalni primjer uzeli su svojstva poznatog para ZTF J2243+5242, ali su takav sustav u modelu smjestili na udaljenost od 150 parseka, odnosno oko 490 svjetlosnih godina.
U tom primjeru Webb bi mogao prepoznati planet mase oko pet Jupitera, pod pretpostavkom da je star oko 200 milijuna godina. Stariji bi planet bio hladniji pa bi za otkrivanje mogla biti potrebna veća masa. LISA bi u idealiziranim uvjetima bila osjetljiva i na planete manje mase. Autori pritom pretpostavljaju vrlo dobro poznavanje parametara zvjezdanog para; stvarne pogreške mjerenja i drugi procesi u sustavu mogli bi otežati otkrivanje planeta.
Tri letjelice umjesto jednog teleskopa
LISA je misija Europske svemirske agencije uz sudjelovanje NASA-e. Tri letjelice tvorit će trokut sa stranicama dugima 2,5 milijuna kilometara. Laserskim vezama pratit će iznimno male promjene međusobnih udaljenosti koje nastaju prolaskom gravitacijskih valova.
Očekuje se da će opservatorij zasebno razlučiti oko 10.000 bliskih parova bijelih patuljaka u Mliječnoj stazi. Koliko tih parova ima planete još se slabo zna, pa će i broj mogućih planetarnih otkrića ovisiti o njihovoj zastupljenosti. Prvi kandidati tražit će neovisnu potvrdu. Infracrvena mjerenja poznatih dvojnih sustava mogla bi početi i prije lansiranja LISA-e te pomoći u pripremi buduće potrage.
