In de afgelopen drie decennia is bijna 4, Er zijn duizend planeetachtige objecten ontdekt in een baan om geïsoleerde sterren buiten het zonnestelsel (exoplaneten). Vanaf 2011 het was mogelijk om NASA's Kepler Space Telescope te gebruiken om de eerste exoplaneten te observeren in een baan rond jonge dubbelstersystemen van twee levende sterren met nog steeds waterstof in hun kern.

Braziliaanse astronomen hebben nu het eerste bewijs gevonden voor het bestaan ​​van een exoplaneet in een baan rond een ouder of meer geëvolueerd dubbelster waarin een van de twee sterren dood is. De bevindingen zijn zojuist gepubliceerd in de Astronomisch tijdschrift , gepubliceerd door de American Astronomical Society (AAS).

Leonardo Andrade de Almeida, eerste auteur van het artikel, zei, "We zijn erin geslaagd om behoorlijk solide bewijs te verkrijgen voor het bestaan ​​van een gigantische exoplaneet met een massa van bijna 13 keer die van Jupiter in een geëvolueerd dubbelstelsel. Dit is de eerste bevestiging van een exoplaneet in een dergelijk systeem."

Almeida is momenteel een postdoctoraal onderzoeker van de Federale Universiteit van Rio Grande do Norte (UFRN), postdoctoraal onderzoek hebben gedaan aan het Instituut voor Astronomie van de Universiteit van São Paulo, Geofysica en Atmosferische Wetenschappen (IAG-USP), waar hij werd begeleid door professor Augusto Damineli, een co-auteur van de studie.

Variaties in de timing van de eclips (de tijd die elk van de twee sterren nodig heeft om de andere te verduisteren) en de omlooptijd brachten de onderzoekers ertoe de exoplaneet te ontdekken in de geëvolueerde dubbelster genaamd KIC 10544976, gelegen in het sterrenbeeld Zwaan op het noordelijk hemelhalfrond.

"Variaties in de omlooptijd van een dubbelster zijn het gevolg van aantrekkingskracht tussen de drie objecten, die rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien, ' zei Almeida.

Variaties in de omlooptijd zijn niet voldoende om het bestaan ​​van een planeet te bewijzen in het geval van dubbelsterren, echter, omdat de magnetische activiteit van dubbelsterren periodiek fluctueert, net zoals het magnetische veld van de zon elke 11 jaar van polariteit verandert, met turbulentie en het aantal en de grootte van zonnevlekken die pieken en vervolgens afnemen.

"Variaties in de magnetische activiteit van de zon veroorzaken uiteindelijk een verandering in het magnetische veld. Hetzelfde geldt voor alle geïsoleerde sterren. In dubbelsterren, deze variaties veroorzaken ook een verandering in de omlooptijd als gevolg van wat we het Applegate-mechanisme noemen, ' legde Almeida uit.

Om de hypothese te weerleggen dat variaties in de omlooptijd van KIC 10544976 alleen te wijten waren aan magnetische activiteit, de onderzoekers analyseerden het effect van eclipstimingvariatie en de magnetische activiteitscyclus van de levende ster van de dubbelster.

KIC 10544976 bestaat uit een witte dwerg, een dode, lichte ster met een hoge oppervlaktetemperatuur, en een rode dwerg, een levende (magnetisch actieve) ster met een kleine massa in vergelijking met die van de zon en een geringe helderheid vanwege de lage energie-output. De twee sterren werden tussen 2005 en 2017 gevolgd door telescopen op de grond en tussen 2009 en 2013 door Kepler. het produceren van gegevens van minuut tot minuut.

"Het systeem is uniek, Almeida zei. "Geen vergelijkbaar systeem heeft genoeg gegevens om ons de variatie in de omlooptijd en magnetische cyclusactiviteit voor de levende ster te laten berekenen."

Met behulp van de Kepler-gegevens, ze waren in staat om de magnetische cyclus van de levende ster (rode dwerg) te schatten op basis van de snelheid en energie van fakkels (grote uitbarstingen van elektromagnetische straling) en variabiliteit als gevolg van vlekken (gebieden met koelere oppervlaktetemperatuur en dus duisternis veroorzaakt door verschillende concentraties van magnetische veldflux).

Analyse van de gegevens toonde aan dat de magnetische activiteitscyclus van de rode dwerg 600 dagen duurde, wat consistent is met de magnetische cycli die zijn geschat voor geïsoleerde sterren met een lage massa. De omlooptijd van het binaire getal werd geschat op 17 jaar. "Dit weerlegt volledig de hypothese dat variatie in de omlooptijd het gevolg is van magnetische activiteit. De meest plausibele verklaring is de aanwezigheid van een gigantische planeet die in een baan om de dubbelster draait, met een massa van ongeveer 13 keer die van Jupiter, ' zei Almeida.

formatiehypothesen

Hoe de planeet die om de dubbelster draait is gevormd is niet bekend. Een hypothese is dat het zich miljarden jaren geleden in dezelfde tijd ontwikkelde als de twee sterren. Als, het is een planeet van de eerste generatie. Een andere hypothese is dat het gevormd is uit het gas dat werd uitgestoten tijdens de dood van de witte dwerg, waardoor het een planeet van de tweede generatie wordt.

Bevestiging van zijn status als een planeet van de eerste of tweede generatie en de directe detectie ervan terwijl deze om het dubbelster draait, zou kunnen worden verkregen met behulp van de nieuwe generatie telescopen op de grond met primaire spiegels van meer dan 20 meter, waaronder de Giant Magellan Telescope (GMT) die is geïnstalleerd in de Atacama-woestijn in Chili. De GMT zal naar verwachting het eerste licht zien in 2024.

"We onderzoeken 20 systemen waarin externe lichamen zwaartekrachteffecten kunnen vertonen, zoals KIC 10544976, en de meeste zijn alleen waarneembaar vanaf het zuidelijk halfrond. De GMT stelt ons in staat om deze objecten direct te detecteren en belangrijke antwoorden te krijgen over de vorming en evolutie van deze exotische omgevingen, evenals de mogelijkheid om daar te leven, ' zei Almeida.