TESS znalazł kandydata na małą planetę przy dwóch czerwonych karłach

Dane z teleskopu kosmicznego TESS wskazują na istnienie bardzo małego kandydata na planetę w pobliskim układzie podwójnym GJ 774. Obiekt ma prawdopodobnie około 70 procent promienia Ziemi, ale astronomowie wciąż muszą ustalić, czy sygnał rzeczywiście pochodzi od planety — i wokół której z dwóch gwiazd ona krąży.

Słaby sygnał z układu GJ 774

Układ GJ 774 leży około 12,86 parseka, czyli niespełna 42 lata świetlne od Ziemi. Tworzą go dwa czerwone karły — gwiazdy chłodniejsze, mniejsze i słabsze od Słońca — oddalone na niebie o 17,6 sekundy łuku.

Autor analizy, Jaden Tripp, wykrył w danych TESS regularne osłabienia światła powtarzające się co 4,225 dnia. Pojedyncze przejście trwa około 1 godziny i 17 minut, a spadek jasności głównej gwiazdy wynosi zaledwie około 365 części na milion. To bardzo subtelny efekt, zgodny z tranzytem obiektu o promieniu 0,70 ± 0,06 promienia Ziemi.

Tranzyt to przejście planety na tle tarczy gwiazdy. Z perspektywy obserwatora na Ziemi planeta zasłania wówczas małą część jej światła. Metoda ta pozwala wyznaczyć przede wszystkim rozmiar planety w stosunku do gwiazdy, okres jej obiegu oraz podstawowe właściwości orbity.

Planeta? Jeszcze nie

Najważniejsze zastrzeżenie brzmi: nie jest to odkrycie potwierdzonej egzoplanety. Sygnał został sklasyfikowany jako kandydat i nie otrzymał nawet oficjalnego oznaczenia TOI, używanego dla obiektów zainteresowania misji TESS.

Badacz przeprowadził jednak serię testów wykluczających część możliwych fałszywych alarmów. Analiza nie wykazała różnic między tranzytami nieparzystymi i parzystymi, nie znalazła wtórnego zaćmienia ani wiarygodnych oznak, że sygnał wywołuje odległy układ podwójny zaćmieniowy znajdujący się w tle. Dane z 2026 roku pokazały ponadto osłabienie światła w czasie przewidzianym na podstawie wcześniejszych obserwacji z lat 2019–2023.

To wzmacnia wiarygodność sygnału, ale nie rozstrzyga sprawy. TESS obserwuje szerokie obszary nieba, a w tym przypadku obie gwiazdy układu są zbyt blisko siebie na tle pojedynczego piksela detektora, aby łatwo i całkowicie niezależnie przypisać sygnał jednej z nich.

Która gwiazda jest gospodarzem?

Najbardziej prawdopodobnym gospodarzem kandydata jest GJ 774 A, czyli jaśniejszy składnik pary. Analiza rozdzielająca wkład światła obu gwiazd wskazuje, że to właśnie przy nim sygnał tranzytowy jest najbardziej przekonujący. Autor oszacował, że — zależnie od przyjętego modelu — prawdopodobieństwo związania sygnału z GJ 774 A wynosi od 59 do 97 procent.

Nie można jednak całkowicie wykluczyć GJ 774 B. W danych z 2026 roku część osłabienia światła pojawia się w położeniu drugiej gwiazdy, a autor określa tę rozbieżność jako niewyjaśnione napięcie na poziomie około 2–3 odchyleń standardowych.

Jeśli obiekt krąży wokół GJ 774 A, jego promień wynosi około 0,7 promienia Ziemi. Gdyby jednak gospodarzem była słabsza gwiazda GJ 774 B, planeta musiałaby być większa — około 0,9 promienia Ziemi. W obu wariantach byłby to obiekt mniejszy od Ziemi.

Gorący, mały świat

Dla wariantu z GJ 774 A autor pracy wyliczył, że planeta otrzymuje około 15 razy więcej energii niż Ziemia od Słońca. Jej temperatura równowagowa — uproszczony parametr określający temperaturę wynikającą z dopływu promieniowania gwiazdy — wynosi około 548 K, czyli około 275 stopni Celsjusza.

Nie oznacza to rzeczywistej temperatury powierzchni, ponieważ nie znamy atmosfery tego obiektu, ani nawet nie wiemy jeszcze, czy ją posiada. Wynik wskazuje jednak, że kandydat znajduje się zdecydowanie bliżej swojej gwiazdy, niż wynosiłaby strefa potencjalnie sprzyjająca istnieniu na jej powierzchni wody w stanie ciekłym.

Dlaczego warto go badać?

Małe planety przy pobliskich czerwonych karłach należą do najcenniejszych celów dalszych badań. Czerwone karły są najliczniejszym typem gwiazd w Galaktyce, a ich małe rozmiary zwiększają względną głębokość tranzytu. Dzięki temu łatwiej wykrywać planety o rozmiarach porównywalnych z Ziemią lub mniejszych.

GJ 774 jest dodatkowo układem podwójnym. Takie systemy pomagają astronomom badać, czy obecność drugiej gwiazdy wpływa na proces formowania planet i późniejszą stabilność ich orbit. W tym przypadku najpierw trzeba jednak rozstrzygnąć podstawową kwestię: czy zaobserwowany sygnał rzeczywiście wywołuje planeta oraz który składnik układu jest jej gwiazdą macierzystą.

Co dalej?

Najbardziej potrzebne są obserwacje fotometryczne o wyższej rozdzielczości kątowej, prowadzone z Ziemi. Pozwolą one osobno mierzyć jasność GJ 774 A i GJ 774 B podczas przewidywanych tranzytów. Autor pracy wskazuje wprost, że takie obserwacje mogłyby rozstrzygnąć, czy sygnał rzeczywiście pochodzi od jaśniejszego składnika układu.

Przydatne będą także obserwacje spektroskopowe, mierzące prędkości radialne gwiazd. Mogłyby one w przyszłości pomóc określić masę obiektu, choć dla planety mniejszej od Ziemi sygnał grawitacyjny będzie wyjątkowo trudny do zmierzenia. Na razie GJ 774 pozostaje obiecującym, ale niepotwierdzonym kandydatem na układ z bardzo małą egzoplanetą.

Źródła

Główne źródło:

• Jaden Tripp, A sub-Earth-sized TESS planet candidate in the nearby M-dwarf binary GJ 774, most likely orbiting GJ 774 A (TIC 351339274),

Źródła kontekstowe:

• MIT TESS, opis misji i metody poszukiwania egzoplanet metodą tranzytów,
• NASA Exoplanet Archive,
• Niezależne zestawienie kandydatów z wielosektorowych obserwacji TESS, zawierające sygnał związany z GJ 774

Opracowanie: Agnieszka Nowak