Nel 2019, quando Wolf Cukier finì il suo primo anno alla Scarsdale High School di New York, si è unito al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, come tirocinante estivo. Il suo lavoro consisteva nell'esaminare le variazioni nella luminosità delle stelle catturate dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA e caricate nel progetto scientifico cittadino TESS di Planet Hunters.

"Stavo esaminando i dati per tutto ciò che i volontari avevano contrassegnato come binario a eclisse, un sistema in cui due stelle girano l'una intorno all'altra e dal nostro punto di vista si eclissano a vicenda ogni orbita, " Ha detto Cukier. "Circa tre giorni dopo l'inizio del mio tirocinio, Ho visto un segnale da un sistema chiamato TOI 1338. All'inizio ho pensato che fosse un'eclissi stellare, ma il momento era sbagliato. Si è scoperto che era un pianeta".

TOI 1338 b, come si chiama ora, è il primo pianeta circumbinario di TESS, un mondo in orbita attorno a due stelle. La scoperta è stata presentata in una tavola rotonda lunedì, 6 gennaio al 235° incontro dell'American Astronomical Society a Honolulu. Un documento, che Cukier ha scritto insieme a scienziati di Goddard, Università statale di San Diego, l'Università di Chicago e altre istituzioni, è stato presentato a una rivista scientifica.

Il sistema TOI 1338 si trova 1, 300 anni luce di distanza nella costellazione del Pittore. Le due stelle orbitano l'una intorno all'altra ogni 15 giorni. Uno è circa il 10% più massiccio del nostro Sole, mentre l'altro è più fresco, più debole e solo un terzo della massa del Sole.

TOI 1338 b è l'unico pianeta conosciuto nel sistema. È circa 6,9 volte più grande della Terra, o tra le dimensioni di Nettuno e Saturno. Il pianeta orbita quasi esattamente sullo stesso piano delle stelle, quindi sperimenta eclissi stellari regolari.

TESS ha quattro fotocamere, ciascuna delle quali acquisisce un'immagine a pieno formato di una porzione di cielo ogni 30 minuti per 27 giorni. Gli scienziati utilizzano le osservazioni per generare grafici di come la luminosità delle stelle cambia nel tempo. Quando un pianeta attraversa la sua stella dal nostro punto di vista, un evento chiamato transito, il suo passaggio provoca un netto calo della luminosità della stella.

Ma i pianeti in orbita attorno a due stelle sono più difficili da rilevare rispetto a quelli in orbita attorno a una. I transiti di TOI 1338 b sono irregolari, tra ogni 93 e 95 giorni, e variano in profondità e durata grazie al moto orbitale delle sue stelle. TESS vede solo i transiti che attraversano la stella più grande; i transiti della stella più piccola sono troppo deboli per essere rilevati.

"Questi sono i tipi di segnali con cui gli algoritmi lottano davvero, " ha detto l'autore principale Veselin Kostov, un ricercatore presso il SETI Institute e Goddard. "L'occhio umano è estremamente bravo a trovare modelli nei dati, soprattutto schemi non periodici come quelli che vediamo nei transiti di questi sistemi".

Questo spiega perché Cukier ha dovuto esaminare visivamente ogni potenziale transito. Per esempio, inizialmente pensava che il transito di TOI 1338 b fosse il risultato del passaggio della stella più piccola nel sistema davanti a quella più grande, entrambi causano cali di luminosità simili. Ma il momento era sbagliato per un'eclissi.

Dopo aver identificato TOI 1338 b, il team di ricerca ha utilizzato un pacchetto software chiamato eleanor, prende il nome da Eleanor Arroway, il personaggio centrale del romanzo di Carl Sagan "Contact, " per confermare che i transiti erano reali e non frutto di artefatti strumentali.

"In tutte le sue immagini, TESS sta monitorando milioni di stelle, " ha detto la co-autrice Adina Feinstein, uno studente laureato presso l'Università di Chicago. "Ecco perché il nostro team ha creato eleanor. È un modo accessibile per scaricare, analizzare e visualizzare i dati di transito. L'abbiamo progettato pensando ai pianeti, ma altri membri della comunità lo usano per studiare le stelle, asteroidi e persino galassie".

TOI 1338 era già stato studiato da terra mediante rilievi di velocità radiale, che misurano il movimento lungo la nostra linea di vista. Il team di Kostov ha utilizzato questi dati d'archivio per analizzare il sistema e confermare il pianeta. La sua orbita è stabile per almeno i prossimi 10 milioni di anni. l'angolo dell'orbita verso di noi, però, cambiamenti tali che il transito del pianeta cesserà dopo il novembre 2023 e riprenderà otto anni dopo.

Le missioni Kepler e K2 della NASA hanno precedentemente scoperto 12 pianeti circumbinari in 10 sistemi, tutto simile a TOI 1338 b. Le osservazioni dei sistemi binari sono orientate alla ricerca di pianeti più grandi, ha detto Kostov. I transiti di corpi più piccoli non hanno un effetto così grande sulla luminosità delle stelle. Si prevede che TESS osserverà centinaia di migliaia di binari ad eclisse durante la sua missione iniziale di due anni, tanti altri di questi pianeti circumbinari dovrebbero essere in attesa di essere scoperti.