Badanie przeprowadzone przez naukowców z University of Liège i CSIC – wykorzystujące obserwacje z teleskopu TESS należącego do NASA – przedstawia wykrycie układu dwóch planet nieco większych od Ziemi, krążących wokół zimnej gwiazdy w zsynchronizowanym tańcu. System nazwany TOI-2096 znajduje się 150 lat świetlnych od Ziemi.
Odkrycie jest wynikiem ścisłej współpracy między europejskimi i amerykańskimi uniwersytetami i było możliwe dzięki amerykańskiej misji kosmicznej TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), której celem jest znalezienie planet krążących wokół pobliskich jasnych gwiazd. „TESS prowadzi przegląd całego nieba metodą tranzytową, czyli monitoruje gwiazdową jasność tysięcy gwiazd w poszukiwaniu lekkiego pociemnienia, które może być spowodowane przejściem planety między gwiazdą a obserwatorem. pomimo swoich możliwości wykrywania nowych światów, misja TESS potrzebuje wsparcia ze strony naziemnych teleskopów, aby potwierdzić planetarną naturę wykrytych sygnałów” — wyjaśnia Francisco J. Pozuelos, astrofizyk, pierwszy autor artykułu, były członek laboratorium ExoTIC w na Uniwersytecie w Liège, a teraz dołączył do Hiszpańskiej Narodowej Rady ds. Badań Naukowych (IAA-CSIC).
Planety TOI-2096 b i TOI-2096 c obserwowano za pomocą międzynarodowej sieci teleskopów naziemnych, co pozwoliło na ich potwierdzenie i scharakteryzowanie. Większość tranzytów uzyskano za pomocą teleskopów projektów TRAPPIST i SPECULOOS prowadzonych przez Uniwersytet w Liège. „Dokonując wyczerpującej analizy danych, odkryliśmy, że obie planety znajdowały się na orbitach rezonansowych: na każdą orbitę planety zewnętrznej planeta wewnętrzna okrąża gwiazdę dwa razy” – mówi Mathilde Timmermans, doktorantka w laboratorium ExoTIC w ULiège i drugi autor artykułu naukowego. Ich okresy są zatem bardzo bliskie wzajemnej wielokrotności i wynoszą około 3,12 dnia dla planety b i około 6,38 dnia dla planety c. Jest to bardzo szczególna konfiguracja, która powoduje silne oddziaływanie grawitacyjne między planetami. Ta interakcja opóźnia lub przyspiesza przejście planet przed ich gwiazdą i może w niedalekiej przyszłości doprowadzić do pomiaru mas planet za pomocą większych teleskopów”.
Naukowcy stojący za odkryciem szacują, że promień planety b – najbliższej swojej gwieździe – jest 1,2 razy większy od promienia Ziemi, stąd nazwa „super-Ziemia”. Jego właściwości mogą być podobne do Ziemi: planeta o głównie skalistym składzie, prawdopodobnie otoczona cienką atmosferą. Podobnie promień planety c jest 1,9 razy większy od promienia Ziemi i 55% promienia Neptuna, co może umieścić planetę w kategorii „mini-Neptunów”, planet składających się ze skalistego i lodowego jądra otoczonego rozciągniętym wodorem- lub bogate w wodę atmosfery, takie jak Uran i Neptun w naszym Układzie Słonecznym. Te rozmiary są bardzo interesujące, ponieważ liczba planet o promieniu od 1,5 do 2,5 promienia Ziemi jest mniejsza niż przewidują modele teoretyczne, co czyni te planety rzadkością. Te planety mają kluczowe znaczenie, biorąc pod uwagę ich rozmiary”, zauważa Mathilde Timmermans, „powstawanie superziem i mini-Neptunów pozostaje dziś tajemnicą. Istnieje kilka modeli formacji, które próbują to wyjaśnić, ale żaden nie pasuje idealnie do obserwacji. TOI-2096 to jedyny dotychczas znaleziony system, który ma super-Ziemię i mini-Neptuna dokładnie w rozmiarach, w których modele są ze sobą sprzeczne. Innymi słowy, TOI-2096 może być układem, którego szukaliśmy, aby zrozumieć, w jaki sposób powstały te układy planetarne”.
„Ponadto te planety należą do najlepszych w swojej kategorii do badania ich możliwych atmosfer” – wyjaśnia Francisco J. Pozuelos. Dzięki względnym rozmiarom planet w stosunku do gwiazdy macierzystej, a także jasności gwiazdy, stwierdzamy, że ten układ jest jednym z najlepszych kandydatów do szczegółowego badania ich atmosfery za pomocą kosmicznego teleskopu JWST. Mamy nadzieję, że będziemy w stanie to zrobić szybko, koordynując działania z innymi uniwersytetami i ośrodkami badawczymi. Badania te pomogą potwierdzić obecność atmosfery, rozległej lub nie, wokół planet b i c, a tym samym dostarczą nam wskazówek co do mechanizmu ich powstawania”.