두 별을 공전하는 행성을 찾는 TESS

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NASA의 TESS (Exoplanet Survey Satellite 전송)의 데이터를 연구하는 연구원들은 두 개의 별을 공전하는 행성을 발견했습니다. 처음에이 시스템은 시민 과학자들에 의해 행성이없는 일식 이진 별 쌍으로 식별되었습니다. 그러나 인턴은 해당 데이터를 자세히 살펴보면 잘못 식별 된 것으로 나타났습니다.

인턴의 이름은 Wolf Cukier이며 TESS를 관리하는 기관인 NASA의 Goddard 우주 비행 센터에서 여름 인턴이었습니다. Planet Hunters TESS 프로그램의 Zooniverse 시민 과학자들은 TESS 데이터에서 별의 밝기 변화를 포착하여 업로드했습니다. Cukier는 Pictor 별자리에서 약 1300 광년 떨어진 바이너리 스타 시스템 인 TOI 1338의 데이터를 발견했을 때 이러한 업로드를보다 자세히 조사하고있었습니다.

Cukier는“저는 자원 봉사자들이 일식 이진으로 표시 한 모든 것에 대한 데이터를 조사했습니다. “약 3 일 동안 인턴쉽을 시작한 후 TOI 1338이라는 시스템의 신호를 보았습니다. 처음에는 별식 인 줄 알았지 만 타이밍이 잘못되었습니다. 그것은 행성으로 밝혀졌습니다.”

우회 행성은 별 두 개를 공전하는 행성으로, 이것이 첫 번째입니다. 20 가지가 넘는 다른 확인 된 우회와 소수의 확인되지 않았거나 의심스러운 것들이 있습니다. 이 발견은 미국 천문 학회 연례 회의에서 패널 토론으로 발표되었습니다. Cukier와 다른 연구원들은 연구 결과를 논문으로 과학 저널에 제출했습니다.

행성은 TOI 1338 b라고 불리며 우리가 시스템에서 알고있는 유일한 행성입니다. 지구보다 약 6.9 배나 크기 때문에 해왕성과 토성 사이에 있습니다. 궤도를 도는 별들 중 하나는 우리 태양보다 약 10 % 더 무겁고, 다른 하나는 더 시원하고 어둡고 태양 질량의 3 분의 1 밖에되지 않습니다. TOI 1338 b는 별과 거의 동일한 평면에 있으므로 15 일마다 일식을 경험합니다.

TESS는 우리와 별 사이를 통과하는 행성을 감지하여 작동합니다. 그럴 때마다이를 대중 교통이라고합니다. 민감한 카메라는 별에서 나오는 작은 방울을 감지 할 수 있습니다. TESS는 2 년 동안 한 번에 27 일 동안 같은 하늘의 분야를 연구하여 외계 행성을 탐지하는 임무를 수행하고 있습니다. 다른 천문대와 망원경이 더 쉽게 접근 할 수있는 근처의 별 주위에 지구와 같은 세계를 찾는 데 중점을 둡니다.

그러나 지금까지 TESS와 다른 행성 사냥꾼들에 의해 감지 된 대부분의 외계 행성은 단일 별을 공전하고있다. TOI 1338 b와 같은 외피는 감지하기가 더 까다 롭습니다. 시스템의 두 별도 궤도를 돌고있어 다양한 환승과 딥을 풀기 어려워합니다. 이 경우, 작은 별이 큰 별 앞에서지나 가면서 행성의 통과와 비슷한 별빛이 떨어집니다.

"이것은 알고리즘이 실제로 어려움을 겪는 신호 유형입니다."
Vaselin Kostov, SETI 연구소 및 Goddard 우주 비행 센터 책임자

TOI 1338 b의 환승은 93 ~ 95 일마다 불규칙적으로 발생하여 비 주기적입니다. 그리고 두 별의 움직임 때문에 통과의 깊이와 지속 시간도 변할 수 있습니다. 어려운 점은 TESS가 작은 별이 아닌 큰 별 앞에서 만 행성의 통과를 볼 수 있다는 사실입니다.

“이것은 알고리즘이 실제로 어려움을 겪는 신호 유형입니다.”SETI 연구소와 Goddard의 연구 과학자 인 Veselin Kostov는 외계 행성에 대한 다른 연구를 수행 한 바 있습니다. "인간의 눈은 데이터에서 패턴, 특히 이러한 시스템에서 전송되는 패턴과 같은 비 주기적 패턴을 찾는 데 매우 능숙합니다."

Cukier는 대중 교통 데이터를보고 처음에는 불확실했습니다. 행성의 이동과 큰 별의 앞에있는 작은 별의 이동은 별빛에서 유사한 딥을 생성했기 때문에 각 이동은 개별적으로 검사해야했습니다. 처음에는 작은 별이 찍히는 것처럼 보였지만 타이밍이 일식과 일치하지 않았습니다. 이 팀은 Carl Sagan의“Contact”에서 주인공의 이름을 따서 명명 된“Eleanor”라는 소프트웨어 패키지를 사용하여 그들이보고있는 것을 이해하도록 돕습니다.

시카고 대학의 대학원생 인 아디나 페인 슈타인 (Adina Feinstein)은“모든 이미지를 통해 수백만의 별을 모니터링하고있다. “그래서 우리 팀은 엘레노어를 만들었습니다. 대중 교통 데이터를 다운로드, 분석 및 시각화 할 수있는 액세스 가능한 방법입니다. 우리는 행성을 염두에두고 설계했지만, 다른 지역 사회 구성원들도 별, 소행성, 심지어 은하계를 연구하는 데 사용합니다.”

TESS는 TOI 1338을 처음으로 연구 한 것이 아닙니다. 방사형 속도 측량에서 지상에서 연구되었습니다. 이 보관 데이터는 팀이 TOI 1338 b의 궤도를 식별하는 데 도움이되었습니다. 그들에 따르면, 행성의 궤도는 향후 천만년 동안 안정 될 것이지만, 우리의 관점에서 볼 때 우리는 2023 년 11 월에 별 앞에서 통과하는 것을 멈출 것입니다. 그리고 2031 년경에는 각도 덕분에 다시 통과하는 것을 볼 수 있습니다 궤도의.

우리는 몇 가지만을 식별했지만, 우회는 비교적 일반적 일 수 있습니다. 그들은 외계인이 하나의 별을 공전하는 행성보다 이동 가능성이 높지만 찾기가 어렵습니다.

Circumbinary 행성은 하나의 별을 공전하는 행성에 비해 이상한 특징을 가질 수 있습니다. 이 시스템의 궤도 특성은 복잡하고 역동적 일 수 있습니다. 일부 천문학 자들은이를“폭력적”이라고 부릅니다.

2014 년에 발견 된 한 가지 외경 케플러 413-b는 11 년 동안 최대 30 %까지 변하는 축 방향 기울기를 가지고 있습니다. 거주 지역의 안쪽 가장자리 근처에 있으며 계절이 크게 변할 수 있습니다. 행성을 연구하는 천문학 자들은 66 일 간격으로 3 번의 통과가 관찰되었습니다. 그런 다음 800 일 동안 대중 교통이 없었으며 5 번 더 대중 교통이 66 일로 분리되었습니다. 환승의 이러한 차이로 인해 과학자들은 더 많은 우회가 있다는 것을 믿게되는데, 우리는 적시에 환승을 보는 것을 관찰하지 않습니다.

이진 별 시스템은 일반적이며 천문학 자들은 TESS가 2 년 동안 임무를 수행하는 동안 수십만 개 이상의 이진 별 시스템을 찾을 것으로 기대합니다. 이를 바탕으로 우주선은 더 많은 포경 행성을 찾을 수 있습니다. 참고로 Kepler는 10 개의 이진 별 시스템에서 12 개의 행성 주위 행성을 발견했습니다.