21-letni Polak współodkrywcą planety pozasłonecznej!

9 marca 2018 roku w serwisie arxiv.org opublikowano artykuł naukowy dotyczący odnalezienia dwóch nowych egzoplanet metodą tranzytową – HD 286123 b (EPIC 247098361 b) oraz HD 89345 b (EPIC 248777106). Gabriel Murawski, astronom-amator z Suwałk, wniósł wkład w odkrycie tej pierwszej, przeprowadzając dodatkowe obserwacje z przydomowego ogródka. Sygnał potencjalnej egzoplanety wokół EPIC 247098361 wykryto dzięki sondzie Kepler, z danych misji K2 z Campaign 13.

Gabriel Murawski studiuje na kierunku lekarsko-dentystycznym w Białymstoku i jednocześnie przygotowuje się do weryfikowania kandydatek na planety pozasłoneczne znajdowane przez sondę TESS. Jej start planowany jest na koniec kwietnia 2018 roku. W tym celu przeprowadza obserwacje znanych już tranzytujących egzoplanet. W ten sposób ćwiczy, aby uzyskać jak najdokładniejsze wyniki. Polegają one na detekcji osłabienia światła gwiazdy na skutek częściowego przesłonięcia przez planetę. Przez wiele tygodni oczekiwał na wydanie wykresów zmian blasku gwiazd z danych C13 Keplera. Po przeanalizowaniu ponad 20 tysięcy krzywych jasności, Gabriel wybrał 4 najbardziej obiecujące obiekty, które może spróbować zarejestrować własnym sprzętem. Taką (i jedyną do tej pory) obserwację przeprowadził w nocy z 29 na 30 września 2017 roku. Celem była gwiazda o jasności 9,8 magnitudo w gwiazdozbiorze Byka odległa o około 425 lat świetlnych stąd.

Krzywa jasności z obserwacji tranzytu planety pozasłonecznej HD 286123 b przez Gabriela Murawskiego.

Obserwacja miała na celu potwierdzenia okresowości sygnału, czyli spadków jasności o 1% co 11,17 doby. Gabriel Murawski nie miał pewności, czy zarejestrowany tranzyt wywołany był przez egzoplanetę, a być może drugą gwiazdę w układzie podwójnym. Dopiero wyniki analizy metody radialnej miałyby to potwierdzić. Inni współautorzy artykułu zweryfikowali obecność ciała o masie zaledwie 40% Jowisza, co klasyfikuje na planetarną naturę obiektu.

Gabriel Murawski podczas Seminarium Sekcji Obserwacji Pozycji i Zaćmień PTMA

Przeprowadzanie dodatkowych obserwacji jest bardzo ważną kwestią, w której biorą udział obserwatoria z całego świata. Tylko niewielki procent dotyczy amatorów, którzy posiadają odpowiedni do tego sprzęt. Weryfikacja polega na wykryciu kolejnego przewidywanego tranzytu w lepszej skali, co umożliwiłoby rozpoznanie która z gwiazd posiada dodatkowe ciało niebieskie na orbicie. Najczęściej zdarza się, że to słabo świecący układ binarny leżący obok gwiazdy, którą traktowano jako główny cel. „Początkowo miała to być tylko próba. Miałem szczęście, że pierwsza kandydatka okazała się być prawdziwą egzoplanetą” – mówi 21-letni współodkrywca.

EPIC 247098361 b jest dość nietypową planetą pozasłoneczną, które zwykle są obserwowane metodą tranzytu. To tak zwany ciepły Saturn (warm Saturn) Określenie „ciepły” (zamiast gorący – hot) wynika z dość niskiej temperatury panującej w atmosferze, czyli około 700°C. Mała masa i dość duży promień (1,08 Jowisza) określa bardzo niską gęstość, co jest cechą charakterystyczną Saturna. Jest to jedyna planeta w Układzie Słonecznym, której wartość jest mniejsza niż wody. Egzoplaneta HD 286123 b krąży na wydłużonej orbicie o mimośrodzie e=0,268 w średniej odległości 15 milionów kilometrów od gwiazdy. To bardzo dużo, co przekłada się na zmiany temperatury przy zmiennej odległości od gwiazdy. Szczegółowe informacje na jej temat można przeczytać w artykule naukowym prowadzonym przez Liang Yu (Massachusetts Institute of Technology).

Obserwacje tranzytu były wykonywane samodzielnie przez Gabriela na terenie miasta Suwałk. Do rejestracji wykorzystał kamerę ASI178MM-c, obiektyw Canon FD 300mm f/2,8 L oraz montaż paralaktyczny EQ5. Zarejestrował drugą połowę zjawiska trwającego około 328 minut. To wystarczyło do uwidocznienia spadku jasności o 0,010 mag, które zgadzało się z efemerydami. Planeta jest dostępna do obserwacji kilka razy w roku, jednak wyłącznie w okresie jesiennym i zimowym. Przez pozostałą część czasu znajduje się w niekorzystnym położeniu względem Słońca.

„Gwiazda jest bardzo jasna, a spadek blasku jest dość duży. Ciepłe Saturny to dość słabo poznana grupa obiektów, w dodatku EPIC 247098361 b ma wydłużoną orbitę. Z pewnością planeta będzie obserwowana przez największe teleskopy na świecie, a w przyszłości będzie celem dla Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba. W ciągu najbliższych wielu lat pojawi się niejeden artykuł naukowy na jej temat. To niesamowite, że mogłem wziąć udział we współodkryciu tak istotnego obiektu, do którego naukowcy będą wracać wielokrotnie” – mówi Gabriel.

Gabriel Murawski jest jednym z kilkunastu współautorów publikacji naukowej i zaliczany jest jednocześnie jako współodkrywca nowej planety pozasłonecznej. Druga planeta (HD 89345 b), która jest opisana w tym samym artykule, nie była przez niego obserwowana. Kolejnym celem 21-letniego amatora z Suwałk jest odnalezienie następnej egzoplanety. W styczniu 2018 roku dołączył do misji KELT, która poszukuje kandydatki obejmując całe niebo. Nie zapomina też o EPIC 247098361 b, do której planuje wrócić w celu zarejestrowania pełnego, 5,5-godzinnego tranzytu. Poza unikalnym, pierwszym tego typu amatorskim odkryciem w Polsce, Gabriel odnalazł już ponad 130 nowych gwiazd zmiennych. Jego zmagania można śledzić na stronie „Stacja Obserwacji Tranzytów Egzoplanet w Suwałkach – SOTES”, którą prowadzi na Facebooku.

Gabriel Murawski

Na zdjęciu: Porównanie HD 286123 b (wizja artystyczna) do Jowisza z uwzględnieniem wielkości.

Więcej: Two warm, low-density sub-Jovian planets orbiting bright stars in K2 campaigns 13 and 14