Prstenovi oko egzoplaneta možda se skrivaju u podacima TESS teleskopa

Prstenovi oko egzoplaneta već desetljećima potiču znanstvenu znatiželju, ali do danas još nisu potvrđeni.

---

Mogu li planeti izvan Sunčeva sustava imati prstenove slične Saturnovima? Odgovor na to pitanje potražili su znanstvenici u arhivi svemirskog teleskopa TESS, a njihova potraga otkrila je koliko su takvi sustavi rijetki – ali ne i nemogući za detekciju.

Teleskop TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), koji je NASA lansirala 2018. godine, promatra nebo u potrazi za egzoplanetima – planetima koji orbitiraju oko zvijezda izvan našeg Sunčeva sustava. TESS koristi tzv. tranzitnu metodu, pri kojoj otkriva blago zatamnjenje svjetlosti zvijezde kad planet prođe ispred nje. Za razliku od prethodnog Keplerovog teleskopa, koji se usredotočio na usko područje neba, TESS sustavno pregledava gotovo cijeli nebeski svod i fokusira se na obližnje, sjajne zvijezde, što omogućuje jednostavnija i preciznija daljnja promatranja.

U proteklih šest godina TESS je identificirao tisuće planeta, uključujući i one veličine Zemlje koji se nalaze u nastanjivoj zoni svojih zvijezda. Ova otkrića znatno su proširila naše razumijevanje planetarnih sustava, no jedno je pitanje ostalo uglavnom neodgovoreno: imaju li neki od tih svjetova prstenove?

Prstenovi oko egzoplaneta mogu biti skriveni, ali nisu nevidljivi

Tim astronoma koji predvodi Tsubasa Umetani sa Sveučilišta u Tokiju odlučio je istražiti upravo tu mogućnost. Njihov cilj bio je utvrditi može li se iz TESS-ovih fotometrijskih podataka iščitati postojanje prstenova oko poznatih egzoplaneta. Dosadašnje metode, uključujući analize svjetlosnih krivulja i spektralne anomalije, nisu dale jasne dokaze, dijelom zbog toga što je postojanje prstenova teško razlučiti među šumom signala i zbog njihove osjetljivosti na orijentaciju, veličinu i sastav.

U ovoj studiji, znanstvenici su obradili podatke za 308 egzoplaneta koji orbitiraju blizu svojih matičnih zvijezda, a odabrani su zbog potencijalnih znakova prstenova vidljivih iznad razine šuma. Ta brojka je pet puta veća od broja kandidata analiziranih u prethodnim istraživanjima.

Koristeći poboljšanu obradu svjetlosnih krivulja, tim je usporedio modele tranzita planeta s prstenovima i bez njih. Posebnu pozornost posvetili su računalnim simulacijama koje uključuju precizno uklanjanje pozadinskog šuma, statističko usklađivanje modela i usporedbe s podacima iz Keplerove misije. Njihov rad, objavljen na otvorenom serveru arXiv , predstavlja jednu od najopsežnijih analiza prstenastih struktura kod egzoplaneta do danas.

U šest planetarnih sustava modeli s prstenovima bolje su odgovarali promatranim podacima nego modeli bez prstenova. Međutim, pri detaljnom vizualnom pregledu nije pronađena jasna potvrda njihova postojanja. Na temelju toga, istraživači su izračunali gornje granice veličine mogućih prstenova za 125 TESS-ovih ciljeva i zaključili kako su prstenovi veći od 1,8 radijusa planeta iznimno rijetki, pojavljuju se u manje od dva posto analiziranih slučajeva.

Jedno od mogućih objašnjenja za tako nisku učestalost jest utjecaj snažnih plimnih sila koje izravnavaju ili destabiliziraju prstenove kod planeta s kratkim orbitama. Ipak, kod planeta koji kruže na većim udaljenostima, postupna promjena nagiba prstenova mogla bi omogućiti njihovu detekciju u vremenski dugim nizovima podataka.

Istraživači su istaknuli nekoliko posebno obećavajućih ciljeva iz TESS i Kepler misija za buduća promatranja. Uz nastavak rada teleskopa TESS i dolazak nove europske misije PLATO, koja će pružati podatke visoke preciznosti, mogućnost otkrivanja prstenastih sustava izvan našeg Sunčevog sustava bit će sve veća.

Iako prstenovi oko egzoplaneta zasad ostaju teorijska pretpostavka, studije poput ove predstavljaju važan korak prema boljem razumijevanju složenosti planetarnih sustava u svemiru. Što više znamo o tim dalekim svjetovima, to smo bliže odgovoru na pitanje što sve može postojati među zvijezdama.