NASA Otkrila Planetu 'Skrivena' U TESS Podacima Zahvaljujući Mikrolensingu

NASA-in satelit za potragu egzoplaneta TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) dokazao je da može da otkrije planete koje se ranije smatralo da su izvan njegovog dometa — koristeći fenomen gravitacionog mikrolensinga, opisan u Ajnštajnovoj opštoj relativnosti iz 1915. godine.

Planeta označena kao Gaia23bra b prvi put se pojavila kao kandidat 2023. godine u podacima svemirskog teleskopa Gaia, koji je zabeležio blago pojačanje sjaja zvezde prouzrokovano mikrolensing događajem. Zbog velike udaljenosti i orbitalnih karakteristika, ovaj objekat nije bio lako detektovan standardnom TESS-ovom metodom tranzita.

A diagram shows an exaggerated microlensing situation | Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

Zašto TESS nije očekivao ovakvu detekciju? TESS najčešće pronalazi egzoplanete metodom tranzita — po malom padu svetlosti kada planet pređe ispred svoje zvezde — što je najefikasnije za velike gasne džinove na bliskim orbitama i obično u okviru stotine svetlosnih godina. Gaia23bra b ima masu oko 1,6 puta veću od Jupitera, kruži na udaljenosti sličnoj Jupiterovoj, a njen sistem se nalazi približno 40.000 svetlosnih godina od Zemlje, oko zvezde narandžaste boje dimenzija ~80% Sunca. Zbog toga je bila van uobičajenog dometa tranzitne pretrage.

Šta je mikrolensing?

Prema opštoj relativnosti, masa zakrivljuje prostor-vreme, pa i putanja svetlosti biva iskrivljena kada prolazi pored masivnog objekta. Kada objekat (npr. zvezda ili planet) prolazi između nas i udaljene zvezde, njegova gravitacija može privremeno pojačati svetlost pozadinske zvezde — to je gravitaciono sočivo. Kod planeta je efekat veoma sitan, pa ga nazivamo mikrolensing.

A diagram showing the search areas of three planet-hunting missions: NASA’s upcoming Nancy Grace Roman Space Telescope, the retired Kepler Space Telescope, and NASA’s TESS | Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center

Ovaj efekat je naročito korisna dopuna tranzitnoj metodi jer omogućava detekciju planeta koje su veće udaljenosti od svojih zvezda ili su u regijama koje tranziti teško otkrivaju. Do danas je oko 5% poznatih egzoplaneta otkriveno mikrolensingom, dok su tranziti odgovorni za ~75% detekcija.

„Kada je TESS lansiran, niko nije očekivao da će moći da pronađe ovakvu vrstu planeta“, rekla je Diana Dragomir (University of New Mexico). „Ovo otkriće implicira da verovatno postoje i drugi mikrolensing signali sakriveni u TESS-ovim podacima.“

Uspešna detekcija Gaia23bra b kroz mikrolensing u TESS arhivama ukazuje da postoje dodatne prilike za pronalaženje sličnih objakata u podacima koji su već prikupljeni, ali ih ranije nismo tražili na ovaj način.

„Pomoću mikrolensinga možemo naći manje planete na većim orbitalnim udaljenostima, uključujući svetove u naseljivoj zoni svojih zvezda“, rekla je Mallory Harris (University of New Mexico). „Mikrolensing događaji se dešavaju jednom i ne ponavljaju se — možda ćemo mahati budućem 'analogom Zemlje' dok prolazi, jer ga verovatno više nikada nećemo moći ponovo posmatrati.“

Šta očekuje budućnost? NASA-in naredni veliki projekat, svemirski teleskop Nancy Grace Roman, planira opsežnu anketu galaktičkog bulgea — gusto naseljenog centra Mlečnog Puta — gde će mikrolensing događaji biti česti. Procene sugerišu da će Roman otkriti oko 1.000 egzoplaneta putem mikrolensinga, pored približno 100.000 tranzitnih svetova koje očekuje da registruje.

„Roman će obezbediti gust raspored posmatranja usmeren na galaktički bulge, a TESS pruža brzinske posmatranja u drugim delovima galaksije — kombinacija otvara mogućnosti za bolje razumevanje formiranja planeta u različitim sredinama“, rekao je Michael Fausnaugh (Texas Tech University).

Rad tima koji opisuje ove rezultate objavljen je 1. jula u časopisu The Astrophysical Journal Letters.