Oko 2.600 svetlosnih godina od našeg Sunčevog sistema nalazi se jedan od najneobičnijih planetarnih sistema u celoj galaksiji.
Nazvana Kepler-51, 2012. pronađena je zvezda žutog patuljka nalik Suncu da ima tri egzoplanete u svojoj orbiti; svaki, ispostavilo bi se, sa gustinom lakšom od šećerne vate, stavljajući ih sve u kategoriju super-puf svetova sa prilično divnim imenom.
Sada su astronomi pronašli i četvrtu, i oboje su oduševljeni i uznemireni.
„Super puf planete su prilično retke, a kada se pojave, obično su jedine u planetarnom sistemu“, kaže planetarni naučnik Džesika Libi-Roberts sa Državnog univerziteta Pensilvanije.
„Ako pokušaj da se objasni kako su se tri super naduvavanja formirala u jednom sistemu nije bio dovoljno izazovan, sada moramo da objasnimo četvrtu planetu, bez obzira da li je to super puf ili ne. A ne možemo isključiti ni dodatne planete u sistemu. „
Čudna priroda tri poznate egzoplanete koje kruže oko Keplera-51 ustanovljena je 2019. godine, kada su posmatranja omogućila astronomima da izvrše detaljna merenja poluprečnika i mase egzoplaneta. Ove mere su zauzvrat korišćene za izračunavanje njihove gustine, što je sa manje od 0,1 grama po kubnom centimetru otkrilo da sva tri sveta potpadaju pod kategoriju super-puf.
Tim astronoma na čelu sa Libbi-Roberts i Kento Masuda sa Univerziteta u Osaki prvi je dobio nagoveštaj da bi sistem mogao biti još više nego što se na prvi pogled čini kada su krenuli da uhvate jednu od te tri egzoplanete u tranzitu. Tada egzoplaneta prolazi između nas i njene zvezde, omogućavajući nam da izvršimo merenja planetarnih svojstava na osnovu slabog pada u svetlosti zvezde.
Pošto su vremena orbite egzoplaneta već bila izmerena, ovo je trebalo da bude prilično jednostavno. Ali kada su okrenuli teleskope ka Kepleru 51 da bi uhvatili tranzit sa Apache Point opservatorijom (APO) i JVST-om, stvari nisu išle po planu.
„Hvala Bogu, počeli smo da posmatramo nekoliko sati ranije da bismo postavili osnovnu liniju, jer je došlo 2:00 ujutru, pa 3, i još uvek nismo primetili promenu u sjaju zvezde sa APO“, kaže Libi-Roberts.
„Nakon panično ponovnog pokretanja naših modela i proučavanja podataka, otkrili smo blagi pad u sjaju zvezda odmah kada smo počeli da posmatramo sa APO, što je na kraju bio početak tranzita – dva sata ranije, što je znatno duže od 15 minuta prozor neizvesnosti iz naših modela!“
Nešto je moralo biti naopako, pa se tim trudio da otkrije šta je to. Pažljivo su pregledali podatke o vremenu tranzita koje je prikupio NASA-in svemirski teleskop TESS za lov na planete i arhivska zapažanja sa nekoliko zemaljskih teleskopa. Takođe su napravili nova zapažanja koristeći Hubble i Opservatoriju Palomar.
Nakon što smo pažljivo pregledali njihove brojeve kako bismo se uverili da nije bilo grešaka, jedino objašnjenje koje je odgovaralo svim podacima bilo je prisustvo nevidljive četvrte egzoplanete, koja je gravitaciono povlačila ostale tri u zamršenom orbitalnom plesu koji je uticao na vreme njihovog tranzita.
Ova četvrta egzoplaneta bi se zvala Kepler-51e. Ostala tri su Kepler-51b, Kepler-51c i Kepler-51d.
„Sproveli smo ono što se naziva ‘grubom’ potragom, testirajući mnoge različite kombinacije svojstava planete da bismo pronašli model sa četiri planete koji objašnjava sve podatke o tranzitu prikupljene u proteklih 14 godina,“ objašnjava Masuda.
„Otkrili smo da se signal najbolje objašnjava ako Kepler-51e ima masu sličnu preostale tri planete i prati prilično kružnu orbitu od oko 264 dana – nešto što bismo očekivali na osnovu drugih planetarnih sistema. Druga moguća rešenja koja smo pronašli uključuju masivnija planeta na široj orbiti, iako mislimo da je to manje verovatno.“
Pošto Kepler-51e nije primećen u tranzitu, moguće je da njegova orbita nije usklađena sa našim uglom posmatranja. Tranziti su potrebni za izračunavanje zvezdanog radijusa, što znači da ne znamo kolika bi mogla biti ili kolika je njegova gustina. Ali samo postojanje u sistemu sa tri super-puf egzoplanete je čudno.
Biće potrebno više posla da se shvati šta se dođavola dešava sa Kepler-51 sistemom. Jedan od načina da se to uradi biće da zavirimo u atmosferu puhastih tranzitnih svetova i vidimo tačno od čega su napravljeni – što je posao koji je tim pokušao da uradi.
