Астрономы удвоили число известных экзопланет, обнаружив более 10 000 новых кандидатов в данных TESS

Новый пайплайн обработки позволил извлечь слабые сигналы из 83 миллионов кривых блеска и выявить планеты в условиях, где стандартные методы теряли чувствительность

Международная группа исследователей из Принстона, MIT и Института Карнеги, объединив возможности искусственного интеллекта и мощность 6,5-метровых наземных телескопов, обнаружила 11 554 кандидата в экзопланеты, из которых 10 091 являются новыми. Это стало возможным благодаря проекту T16, который расширил стандартные методы обработки данных миссии TESS.

Проект T16 направлен на минимизацию искажений, связанных с ограничениями чувствительности, и на получение более полной картины распределения планет в галактике. Основное внимание уделено тусклым звёздам до 16-й звёздной величины, что позволяет изучать планетные системы в широком диапазоне условий.

Для достижения высокой точности в условиях перенаселённых звёздных полей использовался метод фотометрии разностных изображений. Этот подход включал построение референсных кадров и их вычитание с использованием специализированных алгоритмов, что позволило минимизировать влияние скученности звёзд и выделить переменные сигналы.

Методологическая основа пайплайна T16 сочетает обработку временных рядов и алгоритмы машинного обучения. Классификация кривых блеска осуществлялась с помощью классического метода случайного леса (Random Forest Classifier), а для тусклых звёзд (T ≥ 14.5 mag) была разработана специализированная модель. Ключевыми параметрами для обучения стали отношение сигнал/шум (S/PN > 10), дополнительные гиперпараметры для инвертированных транзитов и данные астрономического обзора Gaia DR3.

Всего удалось обработать 83 миллиона кривых блеска, в процессе исключив ложные детекции. Следующий алгоритм анализировал разностные изображения, подтверждая, что источником переменности является целевая звезда.

В результате работы был создан каталог из 11 554 кандидатов, включая 411 событий одиночного транзита. Большинство экзопланет — газовые гиганты, а распределение по периодам обращения выявило пик в районе 3.5 суток, соответствующий популяции горячих Юпитеров. Распределение по спектральным классам звёзд охватывает широкий диапазон: от М-карликов (маленькая и холодная звезда главной последовательности) до F-типа (горячее и ярче Солнца).

Наземные наблюдения подтвердили наличие горячего Юпитера с массой 0.56 массы Юпитера у звезды TIC 183374187. Эта звезда принадлежит к толстому диску Галактики и имеет низкое содержание металлов. Спектроскопические измерения, выполненные на спектрографе PFS (Magellan), зафиксировали вариации лучевых скоростей, а моделирование транзитов подтвердило круговую орбиту планеты. Возраст системы, оценённый в 12.3 млрд лет, делает это открытие ключевым для проверки теорий формирования планет-гигантов в условиях низкой металличности. Анализ химического состава звезды выявил повышенное содержание альфа-элементов (доля химических элементов тяжелее гелия), что подтверждает её принадлежность к древнему населению Галактики.

Эффективность подхода T16 в сравнении с предыдущим каталогом TOI демонстрирует преимущество метода разностной фотометрии в перенаселённых полях. Проект восстановил большинство известных сигналов и выявил значительный пласт новых объектов. Будущий кросс-поиск позволит расширить чувствительность к более холодным планетам с длительными орбитальными периодами.

Таким образом, проект T16 не только удвоил число известных кандидатов TESS, но и заложил основу для дальнейших исследований эволюции экзопланет в различных динамических и химических контекстах.