|
Измерили массу и расстояние до планеты-изгоя
|
|
|
|
В то время как большинство известных нам планет держатся относительно близко к своей звезде-хозяину на предсказуемой орбите, некоторые планеты, похоже, были сбиты со своих орбит и плавают в космосе без каких-либо особых гравитационных воздействий. Астрономы называют эти одинокие планеты "свободно плавающими" или "блуждающими" планетами.
|
|
|
|
Недавно была обнаружена новая планета-изгой, и, в отличие от ранее выявленных планет-изгоев, астрономы смогли рассчитать как ее массу, так и расстояние до Земли. В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, описывается, как несколько удачных наблюдений с наземных и космических телескопов сделали возможными эти расчеты.
|
|
|
|
Проблема с планетами-изгоями
|
|
|
|
Методы, используемые для поиска других экзопланет, в значительной степени зависят от их звезд-хозяев. Например, многие планеты были обнаружены с помощью метода транзита, при котором планета обнаруживается по периодическому ослаблению света звезды-хозяина, когда она проходит перед звездой. Другой метод обнаруживает небольшое колебание звезды-хозяина из-за силы тяжести планеты, вращающейся по орбите. Конечно, без звезды-хозяина эти методы не могут быть использованы для поиска планеты. Кроме того, планеты не излучают свой собственный свет, как звезды, что делает их практически невидимыми.
|
|
|
|
|
|
|
Единственный способ, с помощью которого астрономы смогли обнаружить планеты-изгои, - это микролинзирование, вызванное небольшим гравитационным воздействием объекта на фоновый свет. Это происходит, когда свет от далекой звезды внезапно кажется наблюдателю (в телескопы на Земле) увеличенным, как если бы перед ним была установлена линза. Увеличение света позволяет астрономам понять, что что-то прошло перед далекой звездой.
|
|
|
|
Теоретически, микролинзирование может позволить рассчитать массу объекта, проходящего перед звездой, проанализировав, насколько сильно был искривлен и, таким образом, увеличен свет. Но незнание расстояния до объекта приводит к тому, что астрономы называют "вырождением массы в зависимости от расстояния", что означает, что они не могут быть уверены в массе, поскольку одна и та же кривая блеска при микролинзировании может быть получена в результате различных комбинаций массы и расстояния. Таким образом, не зная одного из этих свойств, они не могут быть уверены в другом, что приводит только к приблизительным оценкам.
|
|
|
|
Случайная геометрия
|
|
|
|
Эффект микролинзирования этой конкретной планеты-изгоя наблюдался с помощью нескольких телескопов на Земле, а также космического телескопа Gaia. После обнаружения он был назван двумя разными группами, в результате чего появились два названия: KMT-2024-BLG-0792 и OGLE-2024-BLG-0516.
|
|
|
|
И благодаря своевременному проведению этого события Гайя оказалась в идеальном положении для проведения измерений, позволяющих рассчитать расстояние до планеты. Наблюдения с двух разных точек и небольшая разница во времени появления светового сигнала позволили команде рассчитать параллакс микролинзирования и определить расстояние.
|
|
|
|
"По счастливой случайности, событие микролинзирования KMT-2024-BLG-0792/OGLE-2024-BLG-0516 было расположено почти перпендикулярно направлению оси прецессии Гайи. Эта редкая геометрия привела к тому, что Gaia наблюдала это событие шесть раз в течение 16-часового периода, начиная с максимального увеличения", - пишут авторы исследования.
|
|
|
|
Исходя из полученных данных, они определили, что масса планеты составляет около 22% массы Юпитера, или чуть меньше массы Сатурна. По их расчетам, планета находится на расстоянии около 3000 парсеков (или чуть менее 10 000 световых лет) от нас. Спектральный анализ также показал, что звезда, перед которой он пролетел, была красным гигантом.
|
|
|
|
"Пустыня Эйнштейна" и происхождение блуждающих планет
|
|
|
|
Считалось, что ранее выявленные планеты-изгои в основном имеют массу ниже массы Юпитера, что, по мнению исследователей, указывает на то, что это были планеты, которые сформировались в протопланетном диске и позже были выброшены. Также были обнаружены более крупные объекты, которые свободно перемещаются в космосе, но это, скорее всего, коричневые карлики — своего рода вышедшие из строя звезды, которые слишком массивны, чтобы быть планетой, но недостаточно массивны, чтобы стать звездой.
|
|
|
|
Предыдущие события микролинзирования показали разрыв в их радиальном распределении, известный как "пустыня Эйнштейна", которая, как известно, отделяет планеты от коричневых карликов. Команда говорит, что этот разрыв имеет смысл, поскольку более массивные планеты с меньшей вероятностью будут выброшены из-за динамических процессов.
|
|
|
|
Авторы исследования пишут: "Хотя предыдущие случаи появления свободно плавающих планет (FFP) не имели непосредственно измеренных масс, статистические оценки показывают, что это преимущественно объекты с массой ниже Нептуновой, либо не связанные гравитационно, либо находящиеся на очень широких орбитах.
|
|
|
|
"Такие объекты могут быть созданы в результате сильных гравитационных взаимодействий внутри планетных систем, в которых они родились. Мы пришли к выводу, что бурные динамические процессы формируют демографию объектов планетарной массы, как тех, которые остаются привязанными к своим звездам-хозяевам, так и тех, которые выбрасываются и становятся свободно плавающими".
|
|
|
|
Источник
|
