Редкий проблеск инопланетного мира раскрыт в прорыве в области охоты за планетами

Движение звезды на пути через галактику привело к открытию нового инопланетного мира.

Используя данные космического корабля Gaia, который составляет карту Млечного Пути, астрономы обнаружили перегиб в движении звезды с именем HIP-99770, что свидетельствует о наличии поблизости планеты.

Последующие наблюдения дали еще одно сокровище: редкое прямое изображение так называемой экзопланеты, впоследствии названной HIP -99770б. Это первый случай, когда астрометрия — отслеживание движения звезды — была объединена с прямой визуализацией для обнаружения планеты на орбите.

Эти усилия представляют собой новый и эффективный способ поиска миров за пределами Солнца. Система, чтобы лучше понять разнообразие планет и планетарных систем, а также охотиться за другим миром, на котором, возможно, расцвела жизнь.

«Выполнение прямой визуализации и астрометрии позволяет нам получить полное представление о экзопланеты впервые: измерьте ее атмосферу, взвесьте ее и отследите ее орбиту одновременно», — говорит астрофизик Тейн Карри из телескопа Subaru и Техасского университета в Сан-Антонио.

«Этот новый подход к поиску планет предвосхищает способ, которым мы когда-нибудь идентифицируем и охарактеризуем близнеца Земли вокруг ближайшей звезды».

Поиск экзопланет — дело непростое. Они очень маленькие и очень тусклые по сравнению со звездами, вокруг которых они вращаются, и очень далеко. Это означает, что мы обычно вообще не видим их напрямую. Какой бы свет они ни излучали или отражали, он заглушается сиянием их звезды. Вместо этого большинство из более чем 5300 подтвержденных экзопланет, идентифицированных на сегодняшний день, были обнаружены только косвенно.

Есть два основных способа сделать это, и оба лучше подходят для поиска экзопланет, которые вращаются вокруг своих звезд на близких расстояниях. Во-первых, искать транзиты, слабые и регулярные провалы в звездном свете, которые указывают на присутствие вращающейся экзопланеты, проходящей перед звездой.

Второй, искать изменения в длине волны звезды. свет, известный как Доплеровский сдвиг, перемещается вокруг общего центра орбиты, которую он разделяет с экзопланетой.

Это потому, что гравитация экзопланеты также влияет на звезду; два тела движутся вокруг этого центра в своего рода танце, как олимпийский метатель молота. Это движение звезды можно обнаружить и другим способом.

Звезды в Млечном Пути не неподвижны; они вращаются вокруг галактического центра так же, как планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца. Таким образом, вместо того, чтобы использовать изменения длины волны, астрометрический метод ищет отклонения от прямой линии движения, когда звезда движется через галактику. Этот метод можно использовать для обнаружения экзопланет, которые не могут быть обнаружены с помощью доплеровского смещения, например экзопланет, вращающихся по большим орбитам вокруг своих звезд.

А экзопланеты, которые находятся на большем расстоянии от своих звезд, являются лучшими кандидатами для прямой визуализации. , так как они находятся достаточно далеко, чтобы их можно было отличить от звездного сияния.

«К настоящему времени за большинство открытий экзопланет ответственны косвенные методы обнаружения планет. Использование одного из этих методов, точной астрометрии, позволило нам узнать, посмотреть, чтобы попытаться изобразить планеты», — говорит Карри. «И, как мы выяснили, теперь мы можем видеть планеты намного проще».

Исследователи начали искать кандидатов для прямой визуализации в данных, собранных космическими аппаратами Gaia и Hipparcos: проекты Европейского космического агентства, которым поручено картирование Млечного Пути, включая положение и движение звезд. Это дало им 25-летний отчет о положении звезд.

Несколько звезд демонстрировали свидетельства извилистого покачивания, которые могут свидетельствовать о присутствии гигантской экзопланеты. Телескоп Субару и обсерватория Кека на Гавайях были пущены в работу, чтобы непосредственно искать эти миры. И они поймали большую на одной из первых звезд, на которые посмотрели.

HIP-99770b – это экзопланета, масса которой в 14–16 раз превышает массу Юпитера, а радиус – 1,05 раза. Солнце на расстоянии 17 астрономических единиц. Это более чем в три раза превышает расстояние Юпитера от Солнца, составляющее 5 астрономических единиц, и лишь немного ближе, чем расстояние до Урана, равное 19,8 астрономическим единицам.

Однако он получает примерно такое же количество радиации, как и Юпитер, потому что HIP-99770 намного ярче нашего Солнца. Поскольку команде удалось напрямую сфотографировать экзопланету, они смогли измерить ее свойства. Она теплее и менее облачна, чем ранее полученные прямые изображения экзопланет, вращающихся вокруг звезды HR 8799, а в ее атмосфере присутствуют следы как воды, так и угарного газа.

Прямые изображения также показали наличие диска ледяных обломков, вращающегося вокруг звезды. на расстоянии около 150 астрономических единиц, подобно поясу Койпера Солнечной системы. Дальнейшие исследования, несомненно, позволят изучить экзопланету еще больше, чтобы увидеть, что еще мы можем почерпнуть из прямых изображений.

Тем временем исследователи продолжают наблюдать и анализировать примерно 50 звезд-кандидатов, которые они идентифицировали в Gaia-Hipparcos. данные. HIP-99770b представляет собой доказательство концепции их методов, но они еще далеко не готовы.

«Это первое из многих открытий нашей программы визуализации Кека и Субару, которая использует астрометрию для выбора целей. Мы уже есть дополнительные открытия, о которых будет объявлено позже в этом и следующем году», — говорит Карри.

Он добавляет: «Сейчас мы находимся в новой эре визуализации других миров».

Исследование опубликовано в журнале Science.