Охота на экзопланеты в нашей галактике - очень важное дело. Чем больше экзопланет мы найдем, тем лучше мы сможем понять нашу собственную Солнечную систему - и то, как возникает жизнь во Вселенной. На сегодняшний день подтверждено более 4000 экзопланет, но новое открытие может расширить поиск, помогая нам найти экзопланеты, которые ранее было слишком сложно обнаружить.
Недавно обнаруженная экзопланета с массой, сопоставимой с массой Сатурна, вращается вокруг очень маленького холодного красного карлика прямо на нижнем пределе массы звезд главной последовательности и находится на расстоянии примерно 35 световых лет от нас. Однако здесь новаторскими являются не только планета или звезда.
Что особенно примечательно в этом открытии, так это то, как астрономы использовали радиотелескоп, чтобы отследить движение звезды через Млечный Путь и идентифицировать извилистое покачивание в этом движении, поскольку на звезду действует гравитация вращающейся экзопланеты. Это сложное достижение называется астрометрической техникой, и это первый случай, когда он был успешно применен с помощью радиотелескопа.
Использование орбитального колебания для обнаружения экзопланеты - не новая идея. Видите ли, орбитальный центр планетной системы находится не в центре звезды. Скорее, все тела в системе вращаются вокруг общего центра тяжести, называемого барицентром. Барицентр Солнечной системы, например, находится за пределами поверхности Солнца, в основном из-за гравитационного влияния Юпитера и Сатурна.
Когда мы смотрим на другие звезды с массивными, близко вращающимися экзопланетами, этот эффект можно обнаружить по тому, как длины световых волн растягиваются или сжимаются при движении звезды. Этот метод обнаружения называется доплеровской спектроскопией или методом лучевых скоростей, и это один из наиболее распространенных методов обнаружения экзопланет.
Астрометрическая техника немного отличается. Звезды Млечного Пути не зафиксированы в космосе; они перемещаются по галактике, и изучение этого движения называется астрометрией. Таким образом, вместо того, чтобы использовать изменения длин волн, астрометрический метод ищет отклонения от прямой линии движения.
Этот метод можно использовать для обнаружения экзопланет, недоступных с помощью доплеровской спектроскопии, например экзопланет, вращающихся по более крупным орбитам вокруг своих звезд.
«Наш метод дополняет метод лучевых скоростей, который более чувствителен к планетам, вращающимся на близких орбитах. Таким образом, наш метод более чувствителен к массивным планетам на орбитах дальше от звезды», - сказала астрофизик Гизела Ортис-Леон из Института радио Макса Планка. «Действительно, другие методы обнаружили только несколько планет с такими характеристиками, как масса планеты, размер орбиты и масса звезды-хозяина, аналогично планете, которую мы обнаружили. Мы считаем, что VLBA и техника астрометрии в целом могут выявить много других похожих планет.»
VLBA - это массив очень длинных базовых линий, сеть из 10 радиоантенн, широко распространенных по США. В течение 18 месяцев, начиная с июня 2018 года, исследовательская группа во главе с астрономом Сальвадором Куриэлем из Национального автономного университета Мексики в течение полутора лет отслеживала в космосе небольшую звезду TVLM 513-46546.
Кропотливый и тщательный анализ данных показал, что звезда движется не по идеально прямой линии, а скорее по извилистой траектории. Периодичность и амплитуда покачивания показали, что планета находится на 221-дневной орбите и находится между 38 и 46% массы Юпитера - немного массивнее, чем Сатурн, который составляет около 30% массы Юпитера.
«Ожидается, что планеты-гиганты, такие как Юпитер и Сатурн, будут редко встречаться вокруг таких маленьких звезд, как эта, а астрометрическая техника лучше всего позволяет находить планеты, подобные Юпитеру, на широких орбитах, поэтому мы были удивлены, обнаружив более низкую массу, подобную Сатурну. Мы ожидали найти более массивную планету, похожую на Юпитер, на более широкой орбите», - сказал Куриэль.
Астрометрический метод чаще используется для изучения двойных звезд, чье гравитационное влияние друг на друга гораздо более выражено, чем влияние планеты на звезду. Только однажды астрометрическая техника использовалась для открытия экзопланет (хотя она использовалась для изучения уже известных экзопланет), и никогда раньше с помощью радиотелескопа.
Однако в начале этого года другая группа ученых объявила о первом использовании радиотелескопа для обнаружения экзопланеты. Это происходило не с помощью астрометрии, а путем обнаружения круговой поляризации радиоволн, генерируемых движением планеты через магнитное поле красного карлика.
Таким образом, хотя обнаружение было довольно сложной задачей для команды Куриэля, их конечный успех подтверждает перспективность как радиотелескопов, так и астрометрической техники в поиске планет, которые упускают другие методы.
Телескоп Gaia в настоящее время изучает Млечный Путь, создавая самую подробную и точную астрометрическую карту галактики. Ожидается, что эти данные сделают открытие астрометрических экзопланет широко открытым, и ожидается, что в будущем будут открыты десятки тысяч экзопланет.
[pt_view id="7986c4eb3w"]