W danych zebranych przez teleskop kosmiczny TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) wykryto dalekiego, pozaziemskiego super-Jowisza. Co jednak kluczowe, po raz pierwszy w tej misji odkryto planetę poprzez mikrosoczewkowanie grawitacyjne. Instrument przeznaczony jest głównie do obserwowania tranzytów, czyli zmniejszania się jasności gwiazdy spowodowanego przechodzeniem planety na tle jej tarczy. Tą metodą wykryto ok. dwóch trzecich spośród wszystkich 6 tys. znanych egzoplanet.

– Kiedy TESS został wystrzelony, nikt nie oczekiwał, że kiedykolwiek będzie zdolny do znajdowania tego typu planet. To odkrycie sugeruje, że w danych TESS prawdopodobnie ukrywają się inne planety wykrywalne dzięki mikrosoczewkowaniu, których wcześniej nie przyszło nam do głowy szukać – mówi prof. Diana Dragomir z University of New Mexico.

Po raz pierwszy związane z planetą zjawisko mikrosoczewkowania wykryto w 2023, nadając mu nazwę Gaia23bra b, ponieważ zauważyła je europejska sonda Gaia. TESS potwierdził, że to planeta.

– Obserwacje Gai były zbyt rzadkie, by udało się wychwycić planetę. TESS akurat monitorował ten sam obszar nieba w czasie tego zjawiska, a jego gęstsze pokrycie czasowe ujawniło dodatkowe cechy krzywej blasku spowodowane przez planetę – wyjaśnia Mallory Harris, doktorantka na University of New Mexico, współautorka pracy opublikowanej w piśmie „The Astrophysical Journal Letters” (http://dx.doi.org/10.3847/2041-8213/ae7a50).

Gaia23bra b ma masę 1,6 razy większą niż Jowisz i orbituje wokół pomarańczowego karła o masie wynoszącej 80 proc. masy Słońca. Naukowcy podkreślają, że standardową metodą TESS nie byłby w stanie jej wykryć. Jak wyjaśniają, mikrosoczewkowanie jest najbardziej czułe w przypadku planet okrążających swoje gwiazdy w odległościach podobnych do dystansu między Słońcem i Ziemią.

Dzięki temu to metoda dobra m.in. do badań systemów podobnych do Układu Słonecznego. Z pomocą tego podejścia odkryto niecałe 5 proc. znanych planet pozasłonecznych. Aby mikrosoczewkowanie zaszło, dwie gwiazdy muszą ułożyć się w jednej linii z Ziemią. Wtedy bliższa gwiazda zakrzywia grawitacyjnie przestrzeń, co powoduje wzrost intensywności światła pochodzącego od gwiazdy dalszej. Jeśli wokół bliższej gwiazdy krąży planeta, wpłynie to na parametry soczewkowania.

– Główna zaleta mikrosoczewkowania polega na tym, na jakie planety jest ono czułe. Planety krążące bardzo blisko swoich gwiazd macierzystych w praktyce zlewają się z masą gwiazdy i nie dają odrębnego sygnału mikrosoczewkowania. Dzięki mikrosoczewkowaniu możemy jednak znajdować mniejsze planety na większych odległościach orbitalnych, w tym światy w ekosferze swojej gwiazdy, a nawet położone jeszcze dalej – podkreśla Harris.

– Tranzyty i mikrosoczewkowanie bardzo dobrze się uzupełniają, ponieważ każda z tych metod ujawnia kategorię planet, której druga może nie być w stanie wykryć. Dostarczają też różnych informacji. Tranzyty mówią nam o rozmiarze planety, a w połączeniu z innymi metodami pozwalają określić jej masę i gęstość. Mikrosoczewkowanie dostarcza informacji o masach i odległościach orbitalnych planet, których w przeciwnym razie nigdy byśmy nie zobaczyli – wyjaśnia prof. Diana Dragomir, również z University of New Mexico.

Podejście to ma pewną wadę – zjawisko mikrosoczewkowania dla danego układu zdarza się tylko raz.

Jednak – podkreślają eksperci – ze wzrostem liczby planet wykrywanych metodą mikrosoczewkowania możliwe staje się badanie, jak powszechne są w naszej galaktyce planety na szerokich orbitach oraz jak układy planetarne powstają i ewoluują w czasie.

Informacje te mogą pomóc wypełnić ważną lukę pozostawioną przez inne metody – właśnie przeglądy tranzytowe oraz pomiary prędkości radialnych dużo lepiej działają dla planet krążących bardzo blisko swoich gwiazd. Naukowcy sądzą, że jest prawdopodobne, iż w danych zgromadzonych przez TESS kryją się inne zdarzenia mikrosoczewkowania wskazujące na obecność planety. Jednocześnie wiążą duże nadzieje z Nancy Grace Roman Space Telescope, który ma zostać wyniesiony w kosmos jesienią tego roku.

Ma on m.in. przyjrzeć się centrum Drogi Mlecznej, co według niektórych szacunków może zaowocować odkryciem ok. 1000 planet metodą mikrosoczewkowania oraz ok. 100 tys. planet metodą tranzytu.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/