|
Можно ли обнаружить кольца вокруг экзопланет
|
|
|
|
Экзопланеты — планеты, которые вращаются вокруг звезд за пределами нашей Солнечной системы, — изменили наше представление о Вселенной. С момента первого подтвержденного открытия в 1990-х годах было обнаружено более 5000 объектов, начиная от раскаленных газовых гигантов размером больше Юпитера и заканчивая скалистыми мирами размером с Землю, которые могут находиться в обитаемой зоне своих звезд.
|
|
|
|
Эти инопланетные миры поразительно разнообразны, с причудливой атмосферой, экстремальными температурами и неожиданными орбитами. Изучение экзопланет не только помогает исследовать разнообразие планетных систем, но и приближает нас к ответу на один из древнейших вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной?
|
|
|
|
Среди приборов, охотящихся за экзопланетами, - спутник NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), космическая обсерватория, которая ищет эти инопланетные миры, отслеживая яркость звезд. Запущенный в 2018 году, TESS использует транзитный метод — обнаружение крошечных провалов в звездном свете, которые возникают, когда планета проходит перед своей звездой—хозяином, - для выявления новых миров за пределами нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
|
|
|
В отличие от своего предшественника Kepler, который фокусировался на узком участке неба, TESS сканирует почти все небо, ориентируясь на яркие близлежащие звезды, что облегчает последующие наблюдения. К настоящему времени TESS обнаружила тысячи планет-кандидатов, включая планеты размером с Землю и потенциально пригодные для жизни миры, что делает ее краеугольным камнем в поисках жизни за пределами Земли.
|
|
|
|
Группа астрономов во главе с Цубасой Уметани из Токийского столичного университета приступила к изучению возможности обнаружения колец вокруг экзопланет. Предыдущие попытки использовали фотометрические и спектроскопические методы для анализа искажений кривой блеска, эффектов рассеяния, спектральных аномалий и сдвигов скоростей.
|
|
|
|
Однако эти попытки оказались безрезультатными. Их обнаруживаемость зависит от размера кольца, наклона и состава, при этом ледяные наклонные кольца обнаружить легче, чем компактные скалистые кольца, подверженные воздействию сильных приливных сил.
|
|
|
|
Вместо этого команда сосредоточилась на поиске новых кандидатов в экзопланеты с кольцами, используя фотометрические данные TESS, сосредоточив внимание на 308 близких планетах, отобранных за то, что их потенциальные кольцевые сигналы превышают уровень шума - в пять раз больше, чем в предыдущих анализах.
|
|
|
|
Команда разработала процесс очистки кривых блеска и сравнила кольцевые и бескольцевые модели прохождения, чтобы обнаружить едва заметные кольцевые особенности. Их подход включает в себя подгонку модели, предварительную обработку данных и сравнение с более ранними результатами Kepler с целью совершенствования методов обнаружения и руководства будущими исследованиями. Их статья опубликована на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
Они определили шесть систем экзопланет, где кольцевые модели соответствуют данным лучше, чем бескольцевые, но визуальный осмотр не выявил явных признаков наличия колец. Основываясь на этом результате, команда установила верхние пределы размера колец для 125 объектов, представляющих интерес для TESS, и пришла к выводу, что кольца, превышающие радиус планеты более чем в 1,8 раза, встречаются редко, менее чем в 2% случаев.
|
|
|
|
Отсутствие обнаружений может быть связано с тем, что приливные силы ослабляют наклон колец, особенно на планетах с коротким периодом. Однако изменения глубины прохождения из-за прецессии колец могут облегчить обнаружение колец на планетах с более длительным периодом. Исследователи выделяют перспективные цели TESS и Kepler и отмечают, что текущие наблюдения TESS и будущая миссия PLATO улучшат будущие усилия по обнаружению колец.
|
|
|
|
Хотя поиск экзопланет с кольцами еще не привел к окончательным открытиям, исследования, подобные этому, знаменуют собой важный шаг вперед в нашей способности обнаруживать и понимать сложные планетные системы, находящиеся за пределами нашей собственной. По мере совершенствования методов наблюдений и получения высокоточных данных такими миссиями, как TESS, которые вскоре будут дополнены миссией PLATO Европейского космического агентства, шансы обнаружить отдаленные кольцевые системы, возможно, даже аналогичные Сатурну, неуклонно возрастают.
|
|
|
|
Источник
|
