Planet TOI-2535 b je sedem let puščal sled v svetlobi svoje zvezde, nato pa Nasinemu teleskopu TESS ni več pokazal pričakovanih prehodov. Astronomi so opazili, da so ti postajali vse krajši in šibkejši, njihov čas pa je od napovedi odstopal tudi za šest ur. Nova raziskava nakazuje gravitacijski vpliv drugega planeta, ki ga še niso neposredno potrdili.

Planet TOI-2535 b ob svoji zvezdi, v ozadju njegov domnevni spremljevalec. (slika: Dnevne Novice / AI-ilustracija)

Sedem let meritev je ujelo izginjanje prehodov

Aprila 2019 je vesoljski teleskop TESS začel zbirati podatke o zvezdi TOI-2535. V njeni svetlobi so raziskovalci prepoznali kratke padce, ki so nastali, ko je plinasti planet TOI-2535 b z našega zornega kota prečkal zvezdno ploskev. Teleskop se je k območju vračal v različnih opazovalnih obdobjih. Na posameznem posnetku ne bi bilo ničesar očitnega: razliko je pokazala šele časovna vrsta meritev svetlosti, ki je razkrivala, kako natančno je planet prečkal zvezdo. Sčasoma se je pokazalo, da se nekaj spreminja: prehodi so postajali krajši in manj izraziti, marca 2026 pa jih v podatkih niso več zaznali.

Prav postopnost je zgodbo spremenila v znanstveno odkritje. Raziskovalci niso zgolj naleteli na manjkajoči signal, temveč so lahko iz meritev rekonstruirali, kako se je pot planeta premikala proti robu zvezde. Kot je pojasnila UCLA, gre za prvi potrjeni primer planeta, ki kroži okoli ene zvezde in pri katerem so astronomi neposredno spremljali izginjanje tranzitov. To ni dokaz, da je svet izginil iz vesolja, temveč izjemen vpogled v njegovo gibanje.

Šesturni zamiki so dali astronomom drugo sled

TOI-2535 b svojo zvezdo obkroži v nekaj več kot osmih dneh. Če bi se planet gibal brez večjih motenj, bi astronomi z dovolj natančnimi meritvami lahko zanesljivo napovedovali, kdaj bo naslednjič prečkal zvezdo. Toda opazovani prehodi so se v primerjavi s pričakovanimi časi zgodili tudi do šest ur prezgodaj ali prepozno. Raziskovalci so lahko te spremembe primerjali med različnimi opazovanji, zato nepravilnosti niso obravnavali kot osamljen dogodek. Takšen odmik ni majhna napaka v urniku: kaže, da na gibanje planeta vpliva še nekaj, česar ni mogoče razbrati samo iz njegovega rednega obhoda.

Skupina, ki jo vodi Samuel Yee, je zato združila dve različni vrsti dokazov. TESS je razkril spremembe v času in trajanju prehodov, meritve radialne hitrosti z instrumentom NEID na 3,5-metrskem teleskopu WIYN v Arizoni pa so pokazale drobno gibanje matične zvezde pod gravitacijskim vplivom planetov. Avtorji v raziskavi, objavljeni v The Astrophysical Journal Letters, s skupnim modelom pojasnjujejo oba pojava. Najbolje se ujema možnost, da v sistemu deluje še en planet z drugače nagnjeno orbito.

Zakaj teleskop planeta ni več zaznal?

Pri metodi tranzitov je odločilna poravnava. Planet mora iz Zemljine perspektive potovati čez vidno ploskev zvezde, da za kratek čas zmanjša njeno svetlost. Če se ravnina njegove orbite nekoliko zasuka, se prehod najprej pomakne proti robu, nato pa povsem izgine iz naših meritev. Planet medtem ne izgubi svoje mase, ne ugasne in ne zapusti sistema. TESS torej ni nehal spremljati dejanskega telesa na fotografiji; prenehal je zaznavati značilne padce svetlosti, po katerih smo ga prepoznali.

Za predstavo si lahko pomagamo z mrki. Luna vsak mesec obkroži Zemljo, vendar ob vsakem mlaju ne zakrije Sonca, ker njena orbitalna ravnina ni povsem poravnana z našim pogledom. V sistemu TOI-2535 je sprememba potekala pred očmi astronomov. Yee je ob objavi opozoril, da planetarnih sistemov ne moremo razumeti kot povsem nespremenljivega urnega mehanizma: kadar v njih kroži več planetov, lahko s svojo gravitacijo drug drugemu preusmerjajo poti. Pri TOI-2535 b je bilo spreminjanje dovolj hitro, da so ga raziskovalci ujeli v sedmih letih. Takšno obračanje imenujemo precesija orbitalne ravnine. Pri oddaljenih planetih ga je običajno težko neposredno spremljati, ker so spremembe majhne ali zelo počasne. Tu pa je prav hitrost procesa naredila zgodbo opazovalno izjemno.

Nevidni sosed in planet, oddaljen več kot tisoč svetlobnih let

TOI-2535 b je vroči Jupiter, torej velik plinasti svet v neposredni bližini svoje zvezde. Strokovni katalog Exoplanet.eu navaja, da en obhod opravi v približno 8,24 dneva, njegova masa znaša okoli 47 odstotkov Jupitrove, polmer pa približno 84 odstotkov Jupitrovega. Od zvezde je oddaljen približno desetino razdalje med Zemljo in Soncem, sam sistem pa leži približno 1.120 svetlobnih let od nas. Ti podatki ne izvirajo iz bližnje fotografije planeta, temveč iz natančne analize svetlobe in gibanja zvezde.

Predlagani spremljevalec za zdaj ostaja kandidat, ne neposredno potrjen svet. Modeli dopuščajo več možnih orbitalnih ureditev, zato iz izginulih tranzitov še ni mogoče določiti njegove natančne poti. Vprašanje nenavadnih orbit smo na Dnevnih Novicah že obravnavali ob nenavadni orbiti planeta GJ 3090 b. Tista raziskava je pokazala retrogradno gibanje glede na vrtenje zvezde, tukaj pa astronomi spremljajo spremembo geometrije orbite skozi čas. Gre za različni ugotovitvi, ki razkrivata, kako zapleteni so lahko sistemi daleč zunaj našega Osončja.

Izginuli signal odpira večje vprašanje o nastanku vročih Jupitrov

Zakaj plinasti velikan sploh kroži tako blizu svoje zvezde? Po prevladujočih predstavah takšni planeti nastanejo v hladnejših, bolj oddaljenih delih sistema in se šele pozneje približajo zvezdi. To se lahko zgodi po burnih gravitacijskih srečanjih, lahko pa planet skupaj z drugimi telesi postopno potuje skozi plinski disk, iz katerega je sistem nastal. Prisotnost velikega soseda bi lahko pomagala razlikovati med tema potema. Pri tem današnja ureditev planetov ni nujno natančen odsev njihovega nastanka: poznejši gravitacijski dogodki lahko spremenijo naklone orbit tudi v sistemu, ki je bil sprva precej bolj poravnan. Yee dopušča, da se je TOI-2535 b selil postopoma, čeprav bo treba pojasniti tudi poznejši nagib orbit.

Naslednji korak ne bo čakanje več desetletij na vrnitev znanega prehoda. Astronomi lahko že prej z novimi meritvami gibanja zvezde preverjajo, kako masiven je morebitni drugi planet in katera od predlaganih ureditev je najverjetnejša. Po sedanjih modelih bi prehodi TOI-2535 b lahko spet postali vidni čez približno 30 do 50 let. Do takrat ostaja najdragocenejše nekaj drugega: sedem let podatkov je pokazalo, da lahko prav izguba znanega signala razkrije gravitacijski vpliv sveta, ki ga še nismo videli.