Astronomi su izravno snimili egzoplanet koji kruži oko dvije zvijezde, u rijetkom binarnom sustavu s dva sunca, nalik planetu Tatooineu iz filmskog serijala Star Wars. Izravne snimke planeta izvan Sunčeva sustava same su po sebi rijetke, a još su neobičnije u sustavima s dvjema zvijezdama. Ovaj se objekt dodatno izdvaja jer je, među dosad izravno snimljenim egzoplanetima u binarnim sustavima, najbliži svojim zvijezdama i oko šest puta bliži nego usporedivi primjeri otkriveni ranije.
Rezultat otvara dosad neviđen pogled na to kako se planeti gibaju i nastaju u sustavima s više zvijezda. Ujedno pruža rijetku priliku za promatranje zajedničke dinamike zvijezda i planeta, što astrofizičarima omogućuje provjeru teorija nastanka planeta u složenijim uvjetima.
Studija je objavljena u časopisu The Astrophysical Journal Letters. Isti je pronalazak objavljen i u časopisu Astronomy and Astrophysics, gdje europski astronomi sa Sveučilišta Exeter izvještavaju o istoj detekciji.
“Od 6.000 egzoplaneta koje poznajemo, samo vrlo mali dio kruži oko binarnih sustava”, rekao je Jason Wang sa Sveučilišta Northwestern, jedan od glavnih autora rada.
“Od njih imamo izravnu sliku tek malog broja, što znači da u tim slučajevima možemo istodobno promatrati binarni zvjezdani sustav i sam planet. Snimanje i planeta i binarnog sustava posebno je zanimljivo jer je to jedina vrsta planetarnog sustava u kojoj možemo u isto vrijeme pratiti i orbitu binarnih zvijezda i orbitu planeta na nebu. Veseli nas što ćemo sustav nastaviti promatrati u budućnosti, dok se giba, kako bismo vidjeli kako se ta tri tijela kreću preko neba.”
Wang je stručnjak za izravno snimanje egzoplaneta i docent fizike i astronomije na Sveučilištu Northwestern. Ujedno je član Centra za interdisciplinarna istraživanja u astrofizici (CIERA). Glavna autorica rada je Nathalie Jones, doktorandica na istom sveučilištu i članica Wangove istraživačke skupine.
Otkriven u starim podacima, potvrđen novom analizom
Tim sa Nortwesterna planet je pronašao skriven u višegodišnjim, ranije prikupljenim podacima. Wang je tijekom doktorskog studija sudjelovao u puštanju u rad instrumenta Gemini Planet Imager (GPI), posebno razvijenog za snimanje udaljenih svjetova tako da blokira snažan odsjaj njihovih zvijezda.
GPI je izvorno radio na teleskopu Gemini South u Čileu. Koristio je adaptivnu optiku i koronograf kako bi izoštrio prikaze slabih planeta koji kruže oko sjajnih zvijezda.
“Proveli smo veliko opažačko istraživanje i više puta sam putovao u Čile”, rekao je Wang.
“Većinu vremena tijekom doktorata proveo sam tražeći planete. Tijekom životnog vijeka instrumenta promatrali smo više od 500 zvijezda i pronašli samo jedan novi planet. Bilo bi lijepo da smo ih vidjeli više, ali to nam je ipak reklo nešto o tome koliko su egzoplaneti rijetki.”
Gotovo desetljeće poslije Wang je zamolio Jones da se vrati na te podatke. U međuvremenu znanstvenici i inženjeri nadograđuju GPI, a sljedeće godine instrument seli na Havaje, gdje će biti postavljen na teleskop Gemini North na vrhu Mauna Kee. Kako se čileansko poglavlje rada instrumenta privodilo kraju, Wang je zaključio da je vrijeme da se njegov izvorni pregled podataka dovrši do kraja.
“Nisam mislio da ćemo pronaći nove planete”, rekao je Wang. “Ali mislio sam da moramo obaviti svoj dio posla i sve pažljivo provjeriti.”
Jones je analizirala GPI podatke prikupljene između 2016. i 2019. te ih usporedila s podacima zvjezdarnice W.M. Keck Observatory, koristeći institucionalni pristup Sveučilišta Northwestern. Ovoga ljeta primijetila je nešto sumnjivo. Slab objekt izgledao je kao da dosljedno prati gibanje zvijezde dok se ona pomiče preko neba.
“Zvijezde ne miruju u galaksiji, one se gibaju”, rekao je Wang.
“Tražimo objekte pa im se vraćamo kasnije da vidimo jesu li se pomaknuli na drugo mjesto. Ako je planet gravitacijski vezan uz zvijezdu, tada će se gibati zajedno sa zvijezdom. Ponekad, kad se vratimo ‘planetu’, vidimo da se ne giba sa svojom zvijezdom. Tada znamo da je riječ samo o zvijezdi koja je slučajno ušla u kadar. Ako se oba objekta gibaju zajedno, to je znak da je riječ o planetu u orbiti.”
“Promatramo i svjetlost koja dolazi s objekta”, dodala je Jones. “Znamo kako izgleda svjetlost zvijezde u odnosu na svjetlost planeta. Usporedili smo ih i zaključili da se bolje poklapa s onim što očekujemo vidjeti kod planeta.”
Na iznenađenje tima, Jones je potvrdila da je sumnjivi objekt doista planet. GPI ga je snimio još 2016., ali u ranijim analizama nije bio prepoznat. Također ovoga ljeta europski tim, koji predvode astronomi sa Sveučilišta Exeter, neovisno je pronašao isti planet u vlastitoj ponovnoj analizi podataka, čime je potvrđena Jonesina detekcija.
Mladi div u neobičnom ritmu s dvije zvijezde
Potvrđeni planet je golem, oko šest puta veći od Jupitera. Iako je topliji od bilo kojeg planeta u Sunčevu sustavu, relativno je hladan u usporedbi s drugim egzoplanetima koji su izravno snimljeni. Sustav se nalazi oko 446 svjetlosnih godina od Zemlje, što Wang opisuje kao “nije u našem lokalnom susjedstvu Sunčeva sustava, nego kao sljedeći grad.”
Nastao je prije otprilike 13 milijuna godina, što ga čini vrlo mladim objektom.
“To zvuči kao davno, ali to je 50 milijuna godina nakon što su dinosauri izumrli”, rekao je Wang. “To je relativno mlado po mjerilima svemira, pa još uvijek zadržava dio topline iz vremena nastanka.”
Istraživače je posebno zaintrigiralo koliko blizu planet kruži oko svojih zvijezda domaćina. Same zvijezde kruže jedna oko druge u vrlo uskom sustavu i za jedan obilazak trebaju samo 18 Zemljinih dana. Planet, nasuprot tome, oko tog para obiđe tek jednom u 300 godina, što je nešto dulje nego što Plutonu treba da obiđe oko Sunca.
“Postoji taj jako tijesan binarni sustav, u kojem zvijezde plešu jedna oko druge vrlo brzo”, rekao je Wang. “A onda je tu ovaj spori planet, koji kruži oko njih izdaleka.”
U relativnom smislu, planet je ipak znatno bliži svojim zvijezdama nego drugi izravno snimljeni egzoplaneti koji su vezani uz binarne sustave. Tim sa Nortwesterna zasad ne zna kako je sustav nastao, no pretpostavlja da su se binarne zvijezde formirale prve, a zatim se planet formirao oko njih.
“Točno kako taj proces funkcionira još je neizvjesno”, rekao je Wang. “Budući da smo otkrili tek nekoliko desetaka planeta poput ovoga, još nemamo dovoljno podataka da složimo cjelovitu sliku.”
Tim planira nastaviti proučavati sustav kako bi bolje razumio njegovo formiranje i dinamiku. Jones trenutačno piše prijedloge za dobivanje dodatnih opažanja.
“Tražim dodatno vrijeme na teleskopu, kako bismo nastavili promatrati ovaj planet”, rekla je Jones. “Želimo pratiti planet i nadzirati njegovu orbitu, kao i orbitu binarnih zvijezda, kako bismo bolje razumjeli međudjelovanja između binarnih zvijezda i planeta.”
Otkriće, koje pokazuje da se iznenađenja mogu skrivati naizgled pred očima, naglašava trajnu znanstvenu vrijednost arhivskih teleskopskih podataka. Jones nastavlja s ponovnim analizama višegodišnjih opažanja kako bi provjerila je li ranijim astronomima promaknuo još koji objekt.
“Postoji nekoliko sumnjivih objekata”, rekla je, “ali što su točno, tek treba vidjeti.”
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.
