Испытан новый метод обнаружения планет за пределами Солнечной системы

Хотя пока он позволяет находить только крупные экзопланеты, у нового способа есть преимущества, отсутствующие у конкурирующих методик.

Учёные из Тель-Авивского университета (Израиль) и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (США), руководимые Симчоном Файглером (Simchon Faigler), обнаружили экзопланету принципиально новым способом.

Сейчас для этого массово используются две методики: либо прямое наблюдение транзита планеты по звёздному диску, вызывающее периодические колебания светимости, либо метод лучевых скоростей, при котором измеряется «раскачивание» светила его планетой.

Новая техника основана на одновременном применении трёх других эффектов. Во-первых, когда звезда под действием притяжения вращающейся вокруг неё планеты движется к земному наблюдателю, её свет (ОТО) становится для нас слегка ярче. Напротив, когда гравитация планеты воздействует на светило с противоположной стороны, видимая нам яркость звезды уменьшается. Кроме того, гравитация планеты «отдаляет» звезду от идеальной сферической формы, слегка сплющивая небесное тело. Это означает, что видимая нам поверхность, если мы наблюдаем такое светило с одного направления при подобном «сплющивании», растёт — следовательно, и её яркость увеличивается. Когда же мы видим звезду с планетой с другого направления, видимая нам поверхность сокращается — как и яркость. Другим источником периодических колебаний светимости является та часть света родительской звезды, которую планета отражает в направлении земного наблюдателя (рост светимости) или же от него (падение светимости).

Все описанные колебания очень слабы. Тем не менее при помощи эффективных телескопов (того же «Кеплера», наблюдательными возможностями которого и воспользовались учёные) их вполне можно выявить и сопоставить друг с другом, получив относительно точные данные по планете. Что особенно ценно: найти экзопланету таким образом теоретически можно, даже если плоскость её вращения серьёзно не совпадает с нашей (то есть в тех случаях, когда обычные способы не работают).

Благодаря использованию вышеперечисленных групп факторов в данных «Кеплера» удалось отыскать планету, которая была пропущена учёными, анализировавшими наблюдения телескопа на основе привычных методик. Небесное тело Кеплер-76b, вращающееся вокруг звезды Кеплер-76 (спектрального класса F), отстоит от нас на 2 000 световых лет; это типичный «горячий Юпитер», на 25% превышающий размерами наш Юпитер. Один оборот вокруг своей родительской звезды он совершает каждые полтора дня. Его температура — 1 980 °С, что намного выше точки плавления железа.

Попробовав проверить открытие методом лучевых скоростей, а затем и транзитным, астрономы смогли подтвердить существование Кеплер-76b обоими традиционными способами поиска экзопланет.

В нынешнем виде и на нынешнем оборудовании метод «близорук»: он не способен подарить вам небольшие планеты, скажем, размером с Землю. Да и вообще — вероятность его успешного применения сильно падает по мере роста расстояния от звезды. Однако у него есть и сильные стороны (см. выше), которые позволяют надеяться на возможность обнаружения с его помощью планет, принципиально «невидимых» для транзитного способа. Кроме того, он не требует точного знания спектра звезды — в отличие от того же доплеровского (лучевых скоростей).

Отчёт об исследовании принят к публикации в издании Astrophysical Journal, а его препринт можно посмотреть здесь.

Подготовлено по материалам Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.