Астрономы предложили новый способ обнаружения землеподобных планет
В недавней статье в журнала Nature Astronomy исследователи из Института гравитационной физики Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна / AEI) в Потсдаме и из французской Комиссии по альтернативной энергии и атомной энергии (CEA) в Сакле (Париж) предложили способ, с помощью которого запланированная космическая экспедиция Обсерватория гравитационных волн LISA может обнаруживать экзопланеты, вращающиеся вокруг двойных белых карликов в Млечном Пути и в близлежащих Магеллановых Облаках. Этот новый метод преодолеет определенные ограничения существующих методов электромагнитного обнаружения и может позволить LISA обнаруживать планеты с массой до 50 масс Земли.
За последние два десятилетия знание экзопланет значительно возросло, и было обнаружено более 4000 планет, вращающихся вокруг большого числа звезд. До настоящего времени методы, используемые для поиска и характеристики этих систем, основаны на электромагнитном излучении и ограничены солнечной окрестностью и некоторыми частями галактики.
В недавней статье, опубликованной в журнале «Астрономия природы», доктор Никола Таманини, исследователь в AEI в Потсдаме, и его коллега доктор Камилла Даниэльски, исследователь в CEA / Saclay (Париж), показывают, как эти ограничения могут быть преодолены с помощью гравитационно-волновой астрономии.
«Мы предлагаем метод, который использует гравитационные волны для поиска экзопланет, которые вращаются вокруг двойных звезд белого карлика», — отметил Никола Таманини. «LISA будет измерять гравитационные волны от тысяч двоичных структур белых карликов. Когда планета вращается вокруг такой пары белых карликов, наблюдаемая гравитационно-волновая картина будет выглядеть иначе по сравнению с таковой для тандема без планеты. Это характерное изменение в гравитационных волнах позволит нам обнаружить экзопланеты».
Новый метод использует модуляцию доплеровского сдвига сигнала гравитационной волны, вызванного гравитационным притяжением планеты на двойном белом карлике. Этот метод является гравитационно-волновым аналогом метода лучевой скорости, хорошо известного метода, используемого для поиска экзопланет со стандартными электромагнитными телескопами. Преимущество гравитационных волн заключается в том, что на них не влияет звездная активность, которая может препятствовать электромагнитным открытиям.
В своей работе Таманини и Даниельски показывают, что предстоящая миссия ЕКА LISA (космическая антенна лазерного интерферометра), запланированная к запуску в 2034 году, может обнаружить экзопланеты массы Юпитера вокруг двойных белых карликов повсюду в галактике, преодолевая ограничения в расстоянии электромагнитных телескопов. Кроме того, они указывают на то, что LISA будет иметь потенциал для обнаружения этих экзопланет также в близлежащих галактиках, что может привести к открытию первой внегалактической связанной экзопланеты.
