|
Экзопланету-компаньона обнаружили у горячего Юпитера
|
|
|
|
Ученые из UNSW в Сиднее обнаружили потенциальную новую экзопланету — планету, которая вращается вокруг звезды за пределами нашей Солнечной системы, — используя метод, известный как "изменение времени прохождения".
|
|
|
|
В исследовании, освещенном в новой статье, опубликованной в Astrophysical Journal, старший преподаватель Scientia Бен Монтет и кандидат наук Брендан Макки проанализировали изменения во времени прохождения известной планеты через свою звезду, чтобы сделать вывод о наличии второй экзопланеты.
|
|
|
|
После выявления необычной тенденции в движении планеты TOI-2818b, команда из Физического факультета Университета Южной Каролины провела серию модельных расчетов, которые указали на наличие небольшой планеты-компаньона у известного горячего Юпитера.
|
|
|
|
По оценкам, новая экзопланета в 10-16 раз больше Земли, а ее орбитальный период составляет менее 16 дней.
|
|
|
|
"У горячих Юпитеров редко бывают другие планеты рядом с ними", - говорит доктор Монте. "Таким образом, эта новая планета может иметь отношение к тому, как формируются горячие Юпитеры, и, в свою очередь, помочь нам понять другие солнечные системы".
|
|
|
|
|
|
|
Поиск экзопланет
|
|
|
|
Экзопланета - это любая планета за пределами нашей солнечной системы. Как и планеты в нашей солнечной системе, которые вращаются вокруг Солнца, большинство экзопланет также вращаются вокруг звезды.
|
|
|
|
На сегодняшний день, по данным НАСА, известно более 5500 экзопланет, и еще триллионы, по прогнозам, существуют в пределах галактики Млечный Путь. Из известных экзопланет известно около 500 горячих Юпитеров — горячих газообразных экзопланет. Еще менее известны планеты-компаньоны горячих Юпитеров — планеты, которые вращаются вокруг той же звезды, что и горячий Юпитер.
|
|
|
|
Один из методов поиска экзопланет, известный как изменение времени прохождения (TTV), использует движение планет вокруг своих звезд, что может повлиять на сигнал о яркости звезды.
|
|
|
|
"Планета проходит перед своей звездой с того места, где мы видим ее с Земли, что немного напоминает затмение и частично блокирует ее свет", - говорит мистер Макки. "И наши записи покажут, что свет, излучаемый звездой, будет ослабевать на несколько часов, когда планета будет проходить перед ней. И мы видим эти провалы каждый раз, когда планета обращается по орбите".
|
|
|
|
Доктор Монте описывает это явление так: "планета отбрасывает тень на звезду, поэтому она кажется немного более тусклой".
|
|
|
|
Планеты являются хорошими часами, и орбита экзопланеты вокруг звезды должна оставаться стабильной, обеспечивая согласованное время между транзитами. "Но если в игре задействовано больше одной планеты, то планеты будут притягиваться друг к другу своей гравитацией и заставлять друг друга немного ускоряться или замедляться", - говорит доктор Монте.
|
|
|
|
"Это означает, что транзиты будут происходить немного раньше или позже, чем обычно, и вы можете использовать это, чтобы сделать вывод, что эти временные колебания вызваны другой планетой".
|
|
Моделирование движения планет
|
|
|
|
Для начала мистер Макки за три года собрал данные с телескопа TESS (спутник для исследования транзитных экзопланет).
|
|
|
|
Одной из известных экзопланет является TOI-2818b, вращающаяся вокруг звезды, видимой в стандартный телескоп, расположенной чуть более чем в 1000 световых годах от нас в созвездии Пуппи. TOI-2818b, горячий Юпитер, был обнаружен по его транзитам. Однако, анализируя данные, мистер Макки заметил, что провалы в его транзите были неравномерными — с течением времени они сближались.
|
|
|
|
Если бы эта планета была часами, они бы не показывали точное время. Что-то влияло на ее орбиту, что побудило мистера Макки и доктора Монте расследовать эту тайну.
|
|
|
|
"Сложность в том, что существует множество правдоподобных объяснений того, почему планета появляется раньше времени", - говорит мистер Макки.
|
|
|
|
Например, приливы и отливки от звезды могут влиять на гравитационное притяжение планеты, точно так же, как мы наблюдаем между Луной и Землей. В этом случае планета, как правило, закручивается по спирали внутрь, вот-вот будет поглощена звездой, что приведет к тому, что транзиты планеты будут происходить все раньше и раньше.
|
|
|
|
"Поэтому нам пришлось проработать все другие возможные ситуации, которые могли бы привести к тем же временным колебаниям, которые мы наблюдали в данных", - говорит доктор Монтет.
|
|
|
|
"Но наши тесты и моделирование показали, что ни одно из других объяснений физически невозможно. Для этого потребовалась бы совершенно новая физика, которая очень неправдоподобна, поэтому мы смогли исключить их и сказать, что остался единственный вариант - это то, что это должна быть другая планета.
|
|
|
|
Что это может рассказать нам о формировании планет?
|
|
|
|
Первые экзопланеты были открыты в середине 90-х годов. Хотя ученые еще не нашли экзопланету, на которой могла бы существовать жизнь, подобная Земной, они идентифицировали ряд скалистых экзопланет размером с Землю, некоторые из которых находятся в обитаемых зонах своих звезд, что означает, что на их поверхности потенциально может быть вода.
|
|
|
|
"Существует множество вопросов об экзопланетах, на которые мы пока не смогли ответить", - говорит доктор Монте.
|
|
|
|
"Всякий раз, когда мы находим планеты, возникают новые загадки о том, как они образуются, и горячие Юпитеры - отличный тому пример. Горячие Юпитеры были первыми открытыми нами экзопланетами, но мы не до конца понимаем, как они образуются и почему они там находятся".
|
|
|
|
По мнению ученых, один из возможных способов образования горячих Юпитеров, называемый динамическим или теплым возбуждением, является хаотичным и может сделать систему нестабильной, выталкивая другие планеты за пределы планетной системы. Вторая возможность называется холодной миграцией, более плавным процессом, при котором планета постепенно дрейфует внутрь.
|
|
|
|
"Если бы этот простой метод был распространен, мы бы ожидали найти горячие Юпитеры с планетами-компаньонами. Но если у них обычно нет спутников, это говорит о том, что хаотический процесс рассеяния происходит чаще", - говорит доктор Монте.
|
|
|
|
Современные данные указывают на сочетание обоих процессов, но изучение большего количества горячих Юпитеров поможет нам определить, какой из них более распространен.
|
|
В поисках дополнительных подсказок
|
|
|
|
Работа мистера Макки и доктора Монте указывает на то, что необычный транзит TOI-2818b связан с планетой-компаньоном. Однако многие вопросы остаются без ответа.
|
|
|
|
"Существует множество факторов, о которых мы не знаем", - говорит мистер Макки. "Есть несколько отличительных особенностей планеты, которые согласуются с нашими расчетами".
|
|
|
|
Дальнейшие наблюдения помогут точно определить, какая именно вторичная планета оказывает влияние. "Прибор ESPRESSO на Чилийском сверхбольшом телескопе (VLT), которым управляет Европейская южная обсерватория (ESO), предоставит больше данных и поможет нам исключить некоторые возможности при изучении особенностей планеты", - говорит доктор Монтет.
|
|
|
|
"Данные ESPRESSO уже были очень важны для устранения некоторых других экзотических вариантов, таких как коричневый карлик, вращающийся вокруг звезды и притягивающий горячий Юпитер. VLT - это лучший инструмент, который у нас есть, чтобы точно определить, где находится эта скрытая планета.
|
|
|
|
"Каждый раз, когда мы находим новые планетные системы вокруг других звезд, мы удивляемся тому, что есть вещи, которые мы не предполагали, вещи, которые совсем не похожи на нашу собственную солнечную систему.
|
|
|
|
"Каждый раз, когда мы думаем, что действительно понимаем, как образуются планеты, мы узнаем что-то новое. И это будет продолжаться в течение следующих двух десятилетий, поскольку различные миссии будут запущены и помогут нам обнаруживать планеты по-новому, используя новые методы".
|
|
|
|
Доктор Монтет подчеркивает важность совместного подхода к поиску экзопланет. "Планет гораздо больше, чем людей, но чем больше людей смогут сотрудничать, от хорошо зарекомендовавших себя учреждений до гражданских ученых, тем больше мы сможем найти ответы на некоторые из самых важных вопросов и больше понять о Вселенной".
|
|
|
|
Источник
|
