Prima planetă care dispare a ieșit din raza telescopului TESS chiar sub ochii lui

O planetă gigantică pe care telescopul spațial TESS al NASA o urmărise traversând fața stelei sale, pas după pas, a încetat să o mai traverseze. Fiecare tranzit a devenit mai scurt și mai superficial pe măsură ce traiectoria planetei aluneca spre marginea stelei, până când caracteristica scădere a luminozității stelare nu a mai apărut deloc. Planeta nu a fost distrusă sau înghițită. Orbita sa se înclină, iar astronomii au surprins momentul în care a ieșit din alinierea cu Pământul.

Acest lucru o face prima planetă confirmată în jurul unei stele singure ale cărei tranzite s-au văzut dispărând, potrivit unei echipe conduse de UCLA care publică în The Astrophysical Journal Letters. Vinovatul probabil este o a doua planetă gigantică pe care nimeni nu a văzut-o direct. Orbita sa înclinată trage de vecina sa și face ca ambele orbite să se balanseze ca un titirez. Astronomii deduc de obicei schimbări de acest fel pe parcursul secolelor; aici una s-a petrecut în timpul unei singure misiuni spațiale.

Planeta dispărută este TOI-2535 b, un Jupiter fierbinte: o gigantă gazoasă de aproximativ 0,84 ori lățimea lui Jupiter care orbitează o pitică portocalie bătrână aflată la aproximativ 1.000 de ani-lumină distanță. Finalizează o orbită în aproximativ 8,2 zile, de aproximativ zece ori mai repede decât Mercur în jurul Soarelui. Sunt cunoscute sute de Jupiteri fierbinți. Aceasta s-a remarcat deoarece tranzitele sale continuau să sosească cu până la șase ore mai devreme sau mai târziu, un semn că altceva în sistem trăgea de ea.

„Acesta este cel mai extrem exemplu pe care l-am văzut, deoarece cele două planete interacționează atât de puternic”, a spus Samuel Yee, cercetător postdoctoral 51 Pegasi b la UCLA și autorul corespondent al articolului. „Orbita planetei se înclină atât de repede încât tranzitul ei a dispărut în timp ce priveam.”

Cum a prins TESS o planetă ieșind din câmpul vizual

Un tranzit are loc numai atunci când orbita unei planete se aliniază aproape exact cu linia noastră de vedere, astfel încât planeta trece între steaua sa și Pământ și blochează o fărâmă de lumină. TESS vânează aceste fărâme pe milioane de stele. S-a întors la TOI-2535 în cinci perioade separate de observație răspândite pe parcursul a șapte ani, iar telescoapele terestre au completat tranzitele între ele, inclusiv observatoare mici din Croația, Chile, Elveția și Australia.

Echipa a măsurat două lucruri pentru fiecare tranzit. Unul era sincronizarea, stabilită cu o precizie de două-trei minute și comparată cu programul pe care l-ar păstra o orbită perfect regulată. Celălalt era forma. O traiectorie prin mijlocul stelei dă o scădere lungă și adâncă, în timp ce o traiectorie aproape de margine dă una scurtă, superficială, razantă. Astronomii numesc acea linie de traversare parametrul de impact, iar pentru TOI-2535 b acesta a crescut constant de la o perioadă de observație la următoarea.

Reconstruită, traiectoria planetei pare să fi măturat mai mult de jumătate din fața stelei, traversând ecuatorul stelar în drum spre margine. În cele mai recente date TESS nu a existat niciun tranzit nicăieri în fereastra în care planeta ar fi trebuit să apară, chiar și ținând cont de fluctuațiile sale de sincronizare de șase ore. Pentru a testa acest rezultat gol, echipa a plantat tranzite false în date: o planetă care abia atingea marginea ar fi fost recuperată cam jumătate din timp.

Măsurătorile balansului înainte-înapoi al stelei cu spectrograful NEID de pe telescopul WIYN de 3,5 metri de la Kitt Peak, în Arizona, indică o planetă de aproximativ masa lui Jupiter pe orbita de tranzit. Ele poartă și o împrăștiere suplimentară pe care o singură planetă nu o poate explica.

Un vecin pe care nimeni nu l-a văzut

Autorii au modelat împreună fluctuațiile de sincronizare și tranzitele în scădere. Ambele se potrivesc cu o planetă însoțitoare apropiată a cărei orbită este înclinată cu cel puțin cinci grade față de cea a TOI-2535 b. Când două orbite sunt înclinate astfel, planurile lor se rotesc încet, așa cum axa unui titirez trasează un cerc, iar traiectoria planetei care tranzitează derivă peste fața stelei sale.

Însoțitorul ascuns este probabil cel puțin la fel de masiv ca Saturn. De asemenea, pare să se afle în sau aproape de o rezonanță, ceea ce înseamnă că cele două perioade orbitale formează un raport simplu. Cele mai bune soluții se grupează în jurul rapoartelor de 2 la 1 și 3 la 2, deși 3 la 1 și 4 la 1 rămân și ele posibile. Asta ar face sistemul o ciudățenie de două ori: Jupiterii fierbinți au rareori vecini apropiați, iar când au, vecinul este aproape întotdeauna o planetă mică, nu o a doua gigantă.

Coautorul Erik Petigura compară efectul cu eclipsele. „Dacă orbita Lunii în jurul Pământului ar fi perfect aliniată cu orbita Pământului în jurul Soarelui, am vedea o eclipsă în fiecare lună”, a spus el. „Dar pentru că orbita Lunii este înclinată, eclipsele sunt mai rare.”

Mai rapid decât orice înclinare planetară văzută până acum

Alte planete au fost prinse schimbându-și tranzitele, dar mai lent. TOI-216 b și K2-146 c au trecut de la tranzite razante la tranzite complete în 4,5 și, respectiv, trei ani, iar o planetă din sistemul TOI-4504 a început să tranziteze la trei ani după ce astronomii au observat-o pentru prima dată. Planurile orbitale din TOI-4504 și TOI-216 se rotesc în cicluri de aproximativ 250 și, respectiv, 150 de ani. Modelele care funcționează pentru TOI-2535 indică un ciclu de zeci de ani.

Fluctuația sa de sincronizare de șase ore, aproximativ 3% din perioada orbitală, este printre cele mai mari văzute vreodată pentru o planetă gigantică cu perioadă scurtă. Astfel de schimbări sunt rare: o căutare în 561 de sisteme din misiunea Kepler a NASA a găsit doar 15 cu schimbări semnificative pe termen lung în durata tranzitului. Sistemele compacte cu mai multe planete tind, de asemenea, să fie plate, cu orbite aliniate în 1 sau 2 grade.

A existat un indiciu anterior al unui act de dispariție. Un candidat Kepler numit KOI-120.01 s-a estompat și a dispărut în timpul acelei misiuni, dar sistemul său conține cel puțin două stele, iar semnalul poate proveni de la o pereche de stele care se eclipsează reciproc, nu de la o planetă. TOI-2535 b este cazul mai curat: o planetă care este cu siguranță reală și încă acolo, pur și simplu nu mai este aliniată cu noi.

Ce nu rezolvă dispariția

Identitatea vecinului este cea mai mare întrebare deschisă. Nicio soluție unică nu se potrivește datelor în mod unic, așa că masa sa, perioada sa orbitală și dacă orbitează în interiorul sau în exteriorul Jupiterului fierbinte rămân necunoscute. Unele configurații cu înclinări foarte abrupte, de până la aproximativ 60 de grade, s-au potrivit datelor pe perioade scurte, dar tindeau să se destrame în simulări lungi, ceea ce favorizează înclinări mai blânde.

Înclinarea minimă de cinci grade depinde și de acea planetă nevăzută. Dacă este confirmat, TOI-2535 s-ar alătura unei liste scurte de sisteme compacte cu orbite atât de nealiniate. Steaua gazdă aduce propria sa enigmă: este o pitică portocalie bătrână de aproximativ 0,86 ori masa Soarelui, care se mișcă suficient de repede încât foarte probabil aparține discului gros al Căii Lactee, o populație stelară mai veche, deși stabilirea vârstei sale necesită măsurători ale chimiei sale.

Apoi este formarea. Un Jupiter fierbinte cu un partener gigantic atât de aproape nu ar fi putut fi aruncat spre interior pe o orbită alungită, ruta despre care se crede că produce majoritatea Jupiterilor fierbinți. O derivă lentă spre interior prin discul de gaz din jurul stelei tinere explică rezonanța, dar acel disc ar fi trebuit, de asemenea, să aplatizeze orbitele. Ceva mai târziu trebuie să le fi înclinat, iar articolul listează mecanisme candidate fără a alege unul.

„Deoarece TOI-2535 b are un vecin apropiat, probabil a migrat spiralând încet spre interior, în loc să fie aruncată”, a spus Yee. „S-ar putea să vedem un canal de formare care nu se întâmplă foarte des, dar este foarte interesant.”

Întrebări pe care cititorii le pun despre planeta care dispare

Ce este o planetă care dispare?

Este o planetă ale cărei tranzite, micile scăderi ale luminozității stelare pe care le provoacă atunci când traversează steaua sa, încetează să mai aibă loc. TOI-2535 b este primul caz confirmat în jurul unei stele singure. Planeta există încă; orbita sa s-a înclinat astfel încât nu mai trece între steaua sa și Pământ.

De ce a încetat TOI-2535 b să tranziteze?

Gravitația unei planete vecine ascunse pe o orbită înclinată face ca ambele orbite să preceseze, sau să se rotească ca un titirez clătinat. Pe parcursul a șapte ani de observații TESS, traiectoria planetei a alunecat de pe fața stelei spre marginea ei și apoi de pe ea.

Va tranzita din nou TOI-2535 b?

Da, dar nu curând. Echipa UCLA se așteaptă ca planeta să traverseze din nou steaua sa cândva în 30 până la 50 de ani. Vecinul său ascuns ar putea intra în vedere mai devreme, dacă propria sa orbită înclinată se aliniază mai întâi cu Pământul.

Ce urmează

TESS a observat sistemul între aprilie 2019 și martie 2026, iar tranzitele lipseau în acea ultimă perioadă din martie. Studiul a fost publicat pe 9 noiembrie 2026. Cu doar primii patru ani de date TESS, notează echipa, tranzitele în scădere nu ar fi fost detectate în siguranță, iar baza de timp tot mai lungă a lui TESS ar trebui să scoată la iveală mai multe sisteme ca acesta. Identificarea vecinului va necesita măsurători mai dense ale balansului stelei. Planeta însăși nu va mai traversa steaua sa timp de 30 până la 50 de ani, așa că partenerul său ascuns ar putea fi următorul lucru pe care îl va vedea cineva.

Referință: Yee et al., „A TESS Disappearing Act: The Vanishing Transits of TOI-2535 b,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aeb4a4

Etichete: astronomie, nasa, exoplanete, TESS, Jupiter fierbinte, TOI-2535 b