Je li slučajni tranzit čudniji od Tabbyjeve zvijezde?

Umjetnički koncept prikazuje 5 od 7 egzoplaneta veličine Zemlje u orbiti oko zvijezde TRAPPIST-1. Ti su planeti otkriveni tranzitima, odnosno kad su prošli ispred svoje zvijezde što se vidi sa Zemlje. Slično tome, podaci Keplerove svemirske letjelice otkrili su 28 tranzita u binarnom zvjezdanom sustavu HD 139139, aka Random Transiter. Ali - dok planete TRAPPIST-1 imaju periodične, stabilne orbite - orbite objekata u HD 139139 sustavu su vrlo, dobro ... slučajne. Slika putem NASA / JPL-Caltech / Newsweeka.

Sjećate li se Tabbyjeve zvijezde koju je promatrao svemirski teleskop Kepler? Ona zvijezda s neobičnim umovima u sjaj koji još uvijek nisu u potpunosti objašnjeni? Teorije su se kretale u rasponu od skupina kometa do planeta raspada do čak vanzemaljskih megastruktura, a utvrđeno je da je prašina nekako uključena. No, tu je novo otkriće - koje je javno opisao astronom, koji lovi planete, Hugh Osborn, 29. lipnja 2019. - koje bi moglo biti još više bahato od Tabbyjeve zvijezde. Zove se Slučajni tranziter. Ukratko, ova zvijezda, koju je vidio i Kepler, pronađena je tijekom 87 dana da prođe do 28 tranzita, to jest 28 objekata koji prolaze ispred zvijezde, a izgledaju baš poput planeta. Problem je što nema dokaza o redovitim, periodičnim orbitama za tih 28 objekata, što bi se moglo očekivati ​​i za planete. Otuda i nosilac Slučajni tranzit. Pa što se događa?

Neobične nalaze prvi su primijetili građani astronomi koji su gledali Keplerove podatke u proljeće 2018., a prvi recenzirani rad upravo je objavljen 28. lipnja 2019. na arXiv-u.

Astronom Hugh Osborn. Bio je prvi koji je u svom blogu Lost in Transits javno opisao Slučajni tranzit. Na Twitteru ga možete pronaći i putem @exohugh.

Keplerova svjetlosna krivulja HD 139139, koja pokazuje čudne prolaze. Gornja ploča: sirovi 87-dnevni svjetlosni tok. Srednja ploča: svjetlosni tok nakon filtriranja sporih modulacija zbog zvjezdanih mrlja i trendova koji proizlaze iz obrade podataka. Održava se 28 tranzitnih događaja. Donja ploča: kraći 15-dnevni segment svjetlosne struje koji sadrži četiri tranzitna događaja. Slika putem Rappaport et al / arXiv.

Nakon objave uslijedila je vruća rasprava na Twitteru i Redditu. Iz sažetka:

Identificirali smo zvijezdu, EPIC 249706694 (HD 139139), koja je promatrana tijekom K2 kampanje 15 s proširenom misijom Kepler koja, čini se, pokazuje 28 tranzitnih događaja tijekom 87-dnevnog promatranja. Neobičan aspekt ovih uronjenja, od kojih svi osim dvije imaju dubinu od 200 80 ppm, je taj što ne pokazuju periodičnost, a vrijeme njihova dolaska mogao bi jednako dobro proizvesti generator slučajnih brojeva. Pokazujemo da više od četiri događaja mogu biti dio periodičnog slijeda. Napravili smo brojne testove kvalitete podataka da utvrdimo da su ove ispadi astrofizičkog podrijetla, i iako ne možemo biti posve sigurni da je to tako, imaju sve obilježja astrofizičke varijabilnosti na jednoj od dvije moguće zvijezde domaćina (vjerovatno ograničena par) u fotometrijskom otvoru. Istražujemo niz ideja o podrijetlu ovih uronjenja, uključujući stvarne tranzite planeta zbog višestrukih planeta ili prašine, anomalijski velike TTV-ove, S-i P-tranzite u binarnim sustavima [vidi dijagram dolje], zbirku prašine emitirajući asteroide, dipper-star aktivnost i kratkotrajne zvijezde. Svi scenariji tranzita koje smo uspjeli dočarati izgledaju neuspješno, dok bi hipoteza o varijabli zvjezdane varijabilnosti bila nova i neprovjerena.

Shema binarnog zvjezdanog sustava (sivi krugovi) koji sadrži 2 planeta: jedan na orbiti tipa P (planetarni, kružni) i jedan na orbiti S-tipa (satelitski tip). Ne da se mjeri. Astronomi su smatrali ove moguće orbite pokušavajući objasniti Slučajni tranziter. Slika putem Philip D. Halla / Wikimedia Commons.

Prema Andrewu Vanderburgu, astronomu sa Sveučilišta u Teksasu u Austinu:

Nikada u Kepleru nismo vidjeli tako nešto (podaci o svemirskim brodovima), a Kepler je gledao 500 000 zvijezda.

Zvijezda, HD 139139, binarna je zvijezda udaljena oko 350 svjetlosnih godina od Zemlje, jedna zvijezda slična suncu stara oko 1, 5 milijardi godina, a druga malo manja.

Svemirska letjelica planeta Kepler ovu je zvijezdu promatrala 87 dana tijekom sekundarnog dijela K2 svoje misije. Kad su se analizirali podaci, na sjaju zvijezde uočeno je 28 padova, koliko biste vidjeli kada planete prolaze iz zvijezde. Astronomi su vrlo uspješno upotrijebili ove kapljeve zvijezde - vidjeli su ih Kepler, a sada svemirska letjelica TESS, Keplerov nasljednik - kako bi pronašli nove kandidate za planetu.

No, ovih 28 ispadanja za HD 139139 činilo se čudnim. Ne samo njihov broj - to bi bilo puno planeta ili manje planeta na izuzetno kratkim orbitama oko zvijezda - nego i to da nisu pokazivali znakove periodičnosti, kao što bi se moglo očekivati ​​i kod planeta. Svaki je potop trajao između 45 minuta i 7, 5 sati, vrlo kratko vrijeme za orbitiranje planeta, osim ako nisu svi bili blizu zvijezde. No, ako bi se svaki planet kretao okolo tako brzo kao što je bilo zaključeno, Kepler je trebao vidjeti više redovnih tranzita kroz njih 80 dana, ali nije. To pokazuje da su orbite nekako slučajnije, a nisu lijepe i uredne sa svim planetima koji orbitiraju u određenom broju sati ili dana, kao što se obično vidi.

Također, svi tranziti osim jednog bili su duboki oko 200 ppm. To znači 27 objekata koji su otprilike iste veličine, otprilike 50 posto veće od Zemlje. Drugi bi objekt bio otprilike dvostruko veći. Iz onoga što su astronomi do sada vidjeli u pogledu egzoplaneta, bilo bi vrlo neobično imati 27 planeta iste veličine u jednom planetarnom sustavu. Osim toga, ove planete ne izgledaju u orbiti kao što to čine normalni planeti. Pa, ako nisu planete, što su?

Posljednjih godina Tabby's Star (umjetnički koncept ovdje) smatran je najčudnijom poznatom zvijezdom u našoj galaksiji. Ali sada bi Random Transiter mogao preuzeti tu titulu. Slika preko NASA / JPL / Caltech / Sveučilišta Vanderbilt.

Prošlo je više od godine od ovih opažanja, a astronomi još uvijek nemaju lako objašnjenje. Trenutno se razmatra mnoštvo teorija, ali sve do sada imaju problema. Kao što je naglasio astronom Hugh Osborn, oni uključuju:

- Više planeta . Prva očita mogućnost, ali bila bi vrlo neobična, kao što je već napomenuto. To bi i dalje bilo tako, čak i da je 14 planeta uzrokovalo po dvije padova, bez obzira na zvijezdu u binarnom sustavu. Sustav TRAPPIST-1 ima sedam poznatih planeta veličine Zemlje, ali svi kruže oko zvijezde na normalan način, sa stabilnim, periodičnim orbitama.

- Raspadajuća planeta . Zamišljeni, ali čak i raspadajući planet trebao bi pokazati periodičnost, uzrokujući tranzit u istoj točki svake orbite. Također, spuštanje HD139139 događa se u razmaku od najmanje pet sati. Takva je orbita vjerojatno nestabilna, a također je nespojiva s uronama koji traju duže od pet sati.

- Asteroidi koji stvaraju prašinu . To je slično ideji raspadajućeg planeta, ali s više manjih tijela. Međutim, problem je što su tranziti gotovo iste dubine. Nakupljanja asteroida trebala bi stvoriti oblake prašine koji su puno više promjenjive veličine. Svi bi također trebali biti na pravoj orbiti za stvaranje oblaka prašine veličine planeta.

- Planete u binarnom sustavu . Ako bi se zvijezde kretale, ne bi svaka orbita proizvela tranzit. To bi moglo uspjeti, ali u ovom slučaju to bi trebao biti sustav trostrukih zvijezda, u koji bi bila uključena još jedna neviđena zvijezda. Orbitalna razdoblja za planete i glavnu binarnu datoteku trebala bi biti vrlo kratka, a tim nije mogao pronaći stabilan sustav koji bi odgovarao podacima. Osim toga, isključeno je mjerenje radijalne brzine da je to trostruki sustav.

Mogu li tranziti uzrokovati nešto umjetno, poput višestrukih Dysonovih objekata sličnih sferi? Možda, ali prerano je reći jedan ili drugi način, a prirodna objašnjenja trebalo bi najprije eliminirati. Ovu sliku - nazvanu Shield World Construction - napisao je Adam Burn. Više o tome ovdje. Slika putem FantasyWallpapers.

- Mlada zvijezda zuba . Mlade zvijezde mogu imati nasumične nakupine prašine oko njih, dio diska sa prašinom koji još uvijek okružuje zvijezdu. No, izgleda da ni to ne djeluje. Ovaj zvjezdani sustav je star, i još bi trebalo da postoji periodičnost, dok prašina kruži oko zvijezde. Kaljenje HD 139139 daleko je uređenije i "nalik planeti" nego što bi se moglo očekivati ​​od nakupina prašine.

- Kratkotrajne zvijezde . Mogu li u tranzitu zapravo biti točke na samoj zvijezdi? Možda, ali ovaj aspekt zvjezdanog ponašanja još nije dobro shvaćen. U ovom bi se slučaju trebalo formirati mrlje, blokirati zvjezdano svjetlo najviše nekoliko sati, a zatim se raspršiti.

- SETI . Ovo je ideja koja, iz očitih razloga, prirodno privuče najviše pažnje. Mogu li to biti umjetni predmeti veličine planeta, slični Dysonovim sferama ili drugim megastrukturama? Još nije dovoljno poznato o ovom sustavu zvijezda ili bi ga isključili ili ne. Mogućnost je, čak i ako je malo vjerojatno (ovisno s kime razgovarate), uzbudljiva, ali trebalo bi prvo pronaći mnogo više dokaza prije nego što kažete da je vodeći kandidat. Pronalaženje 14-28 velikih predmeta, svih jednakih veličina osim jednog, definitivno je čudno, ali sva moguća prirodna objašnjenja trebaju prvo biti uklonjena. Occamova britva kaže da je vjerojatnije da će se naći prirodno objašnjenje, ali u ovom trenutku mogućnosti ostaju širom otvorene.

Ostali prijedlozi na internetskim forumima uključivali su planete s ogromnim sustavima prstenova, slično kao J1047b, ili „lavine prašine“ gdje se prsten prašine u blizini zvijezde napaja spiralnom prašinom. Druga je ideja bila da planeti kruže oko više zvijezda, ali slučajno su ostale zvijezde skrivene od pogleda HD 139139. Pitao sam Osborna o toj mogućnosti na Twitteru, a on je odgovorio:

Moguće, svakako. No, polumjer ove zvijezde, gledano sa Zemlje, iznosi 0, 000000014 stupnjeva, pa je vjerojatnost da će potpuno nepovezana zvijezda (s planetima) prijeći točno taj zvjezdani disk * izuzetno * mala. Ali to je čudan sustav, pa se Occamova britva već bori!

- Hugh Osborn (@exohugh) 1. srpnja 2019. godine

Astronom Ben Montet teoretizirao je da barem dio tranzita može biti uzrokovan cirkularnim planetom - koji orbitira oko obje zvijezde - ali kao i sve ostalo, to je u ovom trenutku samo hipoteza.

Dakle, do sada je puno pitanja, ali malo odgovora, koliko je započela saga Tabby's Star. Sama Tabetha Boyajian, astronomica po kojoj je zvijezda dobila nadimak, izvažila je slučaj slučajnog prolaznika i trebaju li u ovom trenutku uzeti u obzir vanzemaljce:

Mislim da moramo razmotriti sve mogućnosti prije nego što odemo tamo. Ovo je jedan od onih sustava u kojem se vjerojatno neće shvatiti bez više podataka.

Dno: Random Transiter je definitivno vrlo čudna zvijezda s tranzitima koji izgledaju poput planeta, ali predmeti ne izgledaju kao da su normalni planeti u orbiti.

Izvor: Slučajni tranzitnik EPIC 249706694 / HD 139139

Putem bloga Hugh Osborn izgubljen u tranzitu i Scientific American