Bij sommige zoektochten naar exoplaneten zou bijna de helft van de planeten ter grootte van de aarde rond andere sterren kunnen ontbreken. Nieuwe bevindingen van een team dat gebruikmaakt van de internationale Gemini Observatory en de WIYN 3,5-meter Telescope van Kitt Peak National Observatory suggereren dat werelden ter grootte van de aarde onontdekt op de loer kunnen liggen in dubbelstersystemen, verborgen in de schittering van hun oudersterren. Aangezien ongeveer de helft van alle sterren zich in binaire systemen bevinden, dit betekent dat astronomen veel werelden ter grootte van de aarde zouden kunnen missen.

Planeten ter grootte van de aarde komen misschien veel vaker voor dan eerder werd gedacht. Astronomen die werken bij het NASA Ames Research Center hebben de tweelingtelescopen van het internationale Gemini Observatorium gebruikt, een programma van NSF's NOIRLab, om vast te stellen dat veel sterren die planeten ontvangen, geïdentificeerd door NASA's TESS-missie op exoplaneten, eigenlijk paren van sterren zijn - bekend als dubbelsterren - waar de planeten om een ​​van de sterren in het paar draaien. Na onderzoek van deze dubbelsterren, het team heeft geconcludeerd dat planeten ter grootte van de aarde in veel tweesterrenstelsels misschien onopgemerkt blijven bij transitzoekopdrachten zoals die van TESS, die op zoek zijn naar veranderingen in het licht van een ster wanneer een planeet ervoor passeert. Het licht van de tweede ster maakt het moeilijker om de veranderingen in het licht van de gastster te detecteren wanneer de planeet passeert.

Het team begon met te proberen vast te stellen of sommige van de exoplaneetgaststerren die met TESS werden geïdentificeerd, eigenlijk onbekende dubbelsterren waren. Fysieke sterrenparen die dicht bij elkaar staan, kunnen worden aangezien voor afzonderlijke sterren, tenzij ze met een extreem hoge resolutie worden waargenomen. Dus wendde het team zich tot beide Gemini-telescopen om een ​​monster van gaststerren van exoplaneten tot in de kleinste details te inspecteren. Met behulp van een techniek genaamd spikkelbeeldvorming, de astronomen gingen op pad om te zien of ze onontdekte stellaire metgezellen konden spotten.

Met behulp van de 'Alopeke- en Zorro-instrumenten op de Gemini Noord- en Zuid-telescopen in Chili en Hawai'i, respectievelijk, het team observeerde honderden nabije sterren die door TESS waren geïdentificeerd als potentiële gastheren van exoplaneten. Ze ontdekten dat 73 van deze sterren in werkelijkheid dubbelstersystemen zijn die als enkele lichtpunten waren verschenen totdat ze met een hogere resolutie met Tweelingen werden waargenomen. "Met de 8,1-meter telescopen van het Gemini Observatorium, we hebben beelden met extreem hoge resolutie van gaststerren van exoplaneten verkregen en stellaire metgezellen gedetecteerd op zeer kleine afstanden, " zei Katie Lester van NASA's Ames Research Center, die dit werk leidde.

Lester's team bestudeerde ook 18 extra dubbelsterren die eerder werden gevonden onder de TESS-exoplaneetgastheren met behulp van de NN-EXPLORE Exoplanet en Stellar Speckle Imager (NESSI) op de WIYN 3,5-meter telescoop bij Kitt Peak National Observatory, ook een programma van NSF's NOIRLab.

Na het identificeren van de dubbelsterren, het team vergeleek de afmetingen van de gedetecteerde planeten in de dubbelstersystemen met die in enkelstersystemen. Ze realiseerden zich dat het TESS-ruimtevaartuig zowel grote als kleine exoplaneten in een baan om enkele sterren vond, maar alleen grote planeten in binaire systemen.

Deze resultaten impliceren dat een populatie van planeten ter grootte van de aarde op de loer zou kunnen liggen in binaire systemen en onopgemerkt zou blijven met behulp van de transitmethode die wordt gebruikt door TESS en vele andere telescopen voor het jagen op planeten. Sommige wetenschappers hadden vermoed dat bij het zoeken naar transit kleine planeten in binaire systemen zouden ontbreken. maar de nieuwe studie biedt observatieondersteuning om dit te ondersteunen en laat zien welke maten exoplaneten worden beïnvloed.

"We hebben aangetoond dat het moeilijker is om planeten ter grootte van de aarde in binaire systemen te vinden, omdat kleine planeten verloren gaan in de schittering van hun twee moedersterren, Lester verklaarde. "Hun transits worden 'opgevuld' door het licht van de begeleidende ster, " voegde Steve Howell van NASA's Ames Research Center toe, die de spikkelbeeldvorming leidt en betrokken was bij dit onderzoek.

"Since roughly 50% of stars are in binary systems, we could be missing the discovery of—and the chance to study—a lot of Earth-like planets, " Lester concluded.

The possibility of these missing worlds means that astronomers will need to use a variety of observational techniques before concluding that a given binary star system has no Earth-like planets. "Astronomers need to know whether a star is single or binary before they claim that no small planets exist in that system, " explained Lester. "If it's single, then you could say that no small planets exist. But if the host is in a binary, you wouldn't know whether a small planet is hidden by the companion star or does not exist at all. You would need more observations with a different technique to figure that out."

Als onderdeel van hun studie hebben Lester and her colleagues also analyzed how far apart the stars are in the binary systems where TESS had detected large planets. The team found that the stars in the exoplanet-hosting pairs were typically farther apart than binary stars not known to have planets. This could suggest that planets do not form around stars that have close stellar companions.

"This speckle imaging survey illustrates the critical need for NSF telescope facilities to characterize newly discovered planetary systems and develop our understanding of planetary populations, " said National Science Foundation Division of Astronomical Sciences Program Officer Martin Still.

"This is a major finding in exoplanet work, " Howell commented. "The results will help theorists create their models for how planets form and evolve in double-star systems."