Otkriveno 27 mogućih planeta koji kruže oko dviju zvijezda

Astronomi su pronašli 27 novih kandidata za planete u sustavima s dvjema zvijezdama, svjetovima nalik stvarnoj verziji Tatooinea iz Ratova zvijezda. Ako se njihova priroda potvrdi dodatnim opservacijama, riječ je o velikom pomaku u potrazi za planetima koji ne kruže oko jedne zvijezde, nego oko dvostrukih zvjezdanih sustava.

Takvi su planeti zasad vrlo rijetki u potvrđenom katalogu egzoplaneta. Do danas ih je potvrđeno samo 18, dok je u sustavima s jednom zvijezdom poznato više od 6000 planeta.

Planeti koji kruže oko dviju zvijezda nazivaju se cirkumbinarni planeti. U popularnoj kulturi najpoznatiji primjer nije stvaran, nego filmski: Tatooine, pustinjski planet iz Ratova zvijezda i rodno mjesto Anakina Skywalkera.

U stvarnoj astronomiji takvi su svjetovi mnogo teži za pronalazak. Ne zato što nužno ne postoje, nego zato što su metode kojima ih tražimo dugo bile prilagođene jednostavnijim sustavima. Većina poznatih egzoplaneta otkrivena je tranzitnom metodom, odnosno mjerenjem sitnog pada sjaja zvijezde kada planet prođe ispred nje gledano iz smjera Zemlje.

Ta je metoda iznimno uspješna, ali ima jasno ograničenje. Planet mora proći točno između nas i svoje zvijezde. Ako je njegova orbita drukčije nagnuta, ili ako ne prelazi preko zvjezdanog diska iz naše perspektive, može ostati nevidljiv.

U sustavima s dvjema zvijezdama problem je još složeniji. Zvijezde kruže jedna oko druge, međusobno se zasjenjuju, a mogući planet pritom utječe na dinamiku cijelog sustava. Upravo u tim sitnim odstupanjima novi je tim pronašao tragove mogućih planeta.

Nova metoda prati kašnjenja u zvjezdanim pomrčinama

Istraživanje koje je vodio Margo Thornton sa Sveučilišta Novog Južnog Walesa u Sydneyju oslanja se na metodu poznatu kao apsidna precesija. Ta se metoda već koristila za proučavanje dvojnih zvijezda, ali ne i kao široka potraga za planetima.

U praksi, astronomi dugo prate raspored pomrčina u dvojnim zvjezdanim sustavima. Kada dvije zvijezde kruže jedna oko druge i povremeno se zaklanjaju, njihovi bi se međusobni prijelazi trebali odvijati prema predvidljivom ritmu. Ako se taj ritam mijenja na način koji se ne može objasniti općom relativnošću ili međusobnim djelovanjem samih zvijezda, moguće je da u sustavu postoji treće tijelo.

To treće tijelo može biti planet.

Podaci za ovo istraživanje dolaze iz NASA-inog svemirskog teleskopa TESS, lansiranog 2018. godine radi potrage za egzoplanetima.

Već u prvom širem testu metode tim je analizirao 1590 dvojnih zvjezdanih sustava i pronašao 27 snažnih kandidata za planete koji kruže oko obiju zvijezda. To je gotovo dva posto pregledanih sustava.

Voditelji istraživanja naglašavaju da se ne radi o konačno potvrđenim planetima. Zasad su to kandidati, jer će svaku detekciju trebati provjeriti dodatnim metodama i isključiti druga moguća objašnjenja.

Od Neptunove mase do deset Jupitera

Mogući planeti iz ovog uzorka vrlo su različiti. Neki bi mogli imati masu sličnu Neptunovoj, dok bi drugi mogli biti i do deset puta masivniji od Jupitera.

Najbliži kandidat nalazi se oko 650 svjetlosnih godina od Zemlje, a najudaljeniji oko 18.000 svjetlosnih godina. To su velike udaljenosti, ali u razmjerima Mliječne staze i dalje govorimo o našoj galaktičkoj okolici.

Sustavi nisu okupljeni u jednom dijelu neba. Nalaze se i na sjevernom i na južnom nebu, što znači da su neki od njih dostupni za promatranje tijekom različitih dijelova godine, naravno uz dovoljno snažan teleskop.

U prvom širem testu metode tim je među 1590 dvojnih zvjezdanih sustava pronašao 27 kandidata. Ako se sličan omjer potvrdi u većim pregledima neba, podaci Opservatorija Vera C. Rubin mogli bi otkriti tisuće, možda i desetke tisuća planeta koji kruže oko dviju zvijezda.

Pola zvjezdanih sustava još nije dobro istraženo

Sunčev sustav ima jednu zvijezdu, ali takvi sustavi nisu većina u svemiru. Mnoge zvijezde pripadaju dvojnim ili višestrukim sustavima, pa je moguće da dosadašnja potraga za planetima pokazuje samo dio stvarne slike.

Ako su planeti oko dvojnih zvijezda česti, tada se mora proširiti i naše razumijevanje nastanka planeta. Takvi svjetovi nastaju i kreću se u drukčijem okruženju od Zemlje. Na njih djeluju dvije zvijezde, dvije gravitacije i promjenjivi uvjeti osvjetljenja, što otvara pitanja o stabilnosti njihovih orbita, razvoju atmosfere i mogućoj nastanjivosti.

Nova metoda važna je upravo zato što ne ovisi samo o savršenom poravnanju planeta, zvijezde i Zemlje. Klasična tranzitna metoda otkriva planete kada prođu ispred svoje zvijezde i nakratko smanje njezin sjaj. Ovdje je pristup drukčiji: astronomi traže sitne promjene u kretanju dviju zvijezda, promjene koje mogu upućivati na treće tijelo u sustavu.

Thornton sada nastavlja provjeru kandidata spektroskopskim opservacijama, odnosno analizom svjetlosti zvijezda u tim sustavima. Za taj će posao koristiti Anglo-Australian Telescope u Coonabarabranu. Spektar može pokazati krije li se iza signala doista planet ili neko masivnije tijelo, poput smeđeg patuljka, bijelog patuljka, zvijezde ili crne rupe.

Tim će surađivati i s istraživačima iz Sjedinjenih Američkih Država, Ujedinjenog Kraljevstva i Kine kako bi provjerio kandidate koji se vide sa sjeverne hemisfere.

Već prvi širi test metode dao je velik broj mogućih planeta. Ako se potvrdi da su barem neki od njih doista planeti, astronomi će dobiti novi alat za istraživanje sustava koji su dosad lako promicali. A to znači da bi u Mliječnoj stazi moglo biti mnogo više stvarnih svjetova s dva sunca nego što današnji katalozi pokazuju.

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.