Em 2019, quando Wolf Cukier terminou seu primeiro ano na Scarsdale High School em Nova York, ele se juntou ao Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, como estagiário de verão. Seu trabalho era examinar as variações no brilho das estrelas capturadas pelo Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA e enviadas para o projeto de ciência cidadã Planet Hunters TESS.

"Eu estava procurando nos dados tudo o que os voluntários sinalizaram como um binário eclipsante, um sistema onde duas estrelas giram em torno uma da outra e, de nossa visão, eclipsam uma à outra a cada órbita, "Cukier disse." Cerca de três dias em meu estágio, Eu vi um sinal de um sistema chamado TOI 1338. No começo eu pensei que era um eclipse estelar, mas o momento estava errado. Acabou por ser um planeta. "

TOI 1338 b, como agora é chamado, é o primeiro planeta circumbinário do TESS, um mundo orbitando duas estrelas. A descoberta foi apresentada em um painel de discussão na segunda-feira, 6 de janeiro no 235º encontro da American Astronomical Society em Honolulu. Um papel, que Cukier foi coautor com cientistas de Goddard, San Diego State University, a Universidade de Chicago e outras instituições, foi submetido a uma revista científica.

O sistema TOI 1338 encontra-se em 1, 300 anos-luz de distância, na constelação de Pictor. As duas estrelas orbitam uma a outra a cada 15 dias. Um é cerca de 10% mais massivo que o nosso Sol, enquanto o outro é mais legal, mais escuro e apenas um terço da massa do Sol.

TOI 1338 b é o único planeta conhecido no sistema. É cerca de 6,9 ​​vezes maior que a Terra, ou entre os tamanhos de Netuno e Saturno. O planeta orbita quase exatamente no mesmo plano das estrelas, então ele experimenta eclipses estelares regulares.

TESS tem quatro câmeras, cada um tira uma imagem de quadro completo de um pedaço do céu a cada 30 minutos por 27 dias. Os cientistas usam as observações para gerar gráficos de como o brilho das estrelas muda ao longo do tempo. Quando um planeta cruza na frente de sua estrela de nossa perspectiva, um evento chamado trânsito, sua passagem causa uma queda distinta no brilho da estrela.

Mas os planetas que orbitam duas estrelas são mais difíceis de detectar do que aqueles que orbitam uma. Os trânsitos de TOI 1338 b são irregulares, entre cada 93 e 95 dias, e variam em profundidade e duração graças ao movimento orbital de suas estrelas. TESS só vê os trânsitos cruzando a estrela maior; os trânsitos da estrela menor são muito fracos para serem detectados.

"Esses são os tipos de sinais com os quais os algoritmos realmente lutam, "disse o autor principal Veselin Kostov, um cientista pesquisador do Instituto SETI e Goddard. "O olho humano é extremamente bom em encontrar padrões em dados, especialmente padrões não periódicos como aqueles que vemos em trânsitos desses sistemas. "

Isso explica por que Cukier teve que examinar visualmente cada trânsito em potencial. Por exemplo, ele inicialmente pensou que o trânsito de TOI 1338 b era o resultado da estrela menor no sistema passando na frente da maior - ambas causam quedas semelhantes no brilho. Mas o momento estava errado para um eclipse.

Depois de identificar TOI 1338 b, a equipe de pesquisa usou um pacote de software chamado eleanor, nomeado após Eleanor Arroway, o personagem central do romance "Contato, "para confirmar se os trânsitos eram reais e não o resultado de artefatos instrumentais.

"Em todas as suas imagens, TESS está monitorando milhões de estrelas, "disse a co-autora Adina Feinstein, um estudante de pós-graduação na Universidade de Chicago. "É por isso que nossa equipe criou o eleanor. É uma maneira acessível de baixar, analisar e visualizar dados de trânsito. Nós o projetamos com planetas em mente, mas outros membros da comunidade o usam para estudar estrelas, asteróides e até galáxias. "

TOI 1338 já havia sido estudado do solo por levantamentos de velocidade radial, que medem o movimento ao longo de nossa linha de visão. A equipe de Kostov usou esses dados de arquivo para analisar o sistema e confirmar o planeta. Sua órbita é estável por pelo menos os próximos 10 milhões de anos. O ângulo da órbita para nós, Contudo, mudanças suficientes para que o trânsito do planeta cesse após novembro de 2023 e seja retomado oito anos depois.

As missões Kepler e K2 da NASA descobriram anteriormente 12 planetas circumbinários em 10 sistemas, todos semelhantes a TOI 1338 b. As observações de sistemas binários tendem a encontrar planetas maiores, Kostov disse. Trânsitos de corpos menores não têm um efeito tão grande no brilho das estrelas. Espera-se que o TESS observe centenas de milhares de binários eclipsados ​​durante sua missão inicial de dois anos, muitos mais desses planetas circumbinários deveriam estar esperando para serem descobertos.