Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Впервые найдена экзопланета с долгой и эксцентричной орбитой

Adam Makarenko / Keck Observatory

Астрономы описали первый известный случай массивной экзопланеты, орбита которой сильно эллиптична с очень далеко расположенным от родительской звезды апоцентром. Если бы такая планета находилась в Солнечной системе, то она подходила бы почти до пояса астероидов, а потом отдалялась бы за орбиту Нептуна. При этом по массе она как минимум втрое тяжелее Юпитера, пишут ученые в препринте на arXiv.org.

За последние годы астрономы открыли свыше двух тысяч экзопланет, то есть обращающихся вокруг других звезд планет. Оказалось, что в Галактике наблюдается большое разнообразие вариантов планетных систем, многие из которых совершенно не похожи на Солнечную систему. В частности, одним из крупнейших открытий в исследовании экзопланет стала достаточно широкая распространенность горячих юпитеров — крупных тел, орбита которых расположена экстремально близко к родительскому светилу.

Изучение экзопланет интересно как с точки зрения построения фундаментальной теории образования систем, так и в плане прояснения прошлого нашего собственного окружения. В частности, сегодня считается общепринятым, что на ранних этапах происходит изменение орбит крупных планет, вплоть до очень существенных миграций по расстоянию от звезды. Подобное должно было происходить и в Солнечной системе, что должно было сказаться на метеоритном потоке у Земли и, следовательно, повлиять на геологическую историю и формирование подходящих для возникновения жизни условий.

Отдельной проблемой в области исследования экзопланет являются эффекты селекции, то есть обнаружение только тех объектов, чьи свойства благоприятны с точки зрения используемых способов поиска. Два основных подхода — метод лучевых скоростей и транзитный метод. Первый опирается на колебания проекции скорости звезды на луч зрения, порожденные движением вокруг общего с планетой центра масс. Второй использует небольшие изменения яркости, которые возникают при прохождении планеты по диску светила.

Оба этих метода неэффективны для планет с длинными орбитами, так как их периоды обращения получаются очень большими. В связи с этим ими практически не открыто планет с большой полуосью орбиты выше 5 астрономических единиц.

В статье астрономов из США, Германии и Австралии под руководством Эндрю Говарда (Andrew Howard) из Калифорнийского технологического института описано редкое открытие методом лучевых скоростей планеты с долгим периодом обращения. Она находится в системе звезды HR 5183 и поэтому получила наименование HR 5183 b. Ее масса составляет не менее 3,24 юпитерианских, эксцентриситет орбиты равен 0,84, а один полный оборот по орбите она делает примерно за 74 года (от 54 до 117 лет с учетом ошибок).

«Эта планета не похожа ни на одно тело в Солнечной системе, но более того — она не похожа ни на одну другую известную на данный момент экзопланету, — говорит ведущий автор статьи Сара Блант (Sarah Blunt). — Другие открытые планеты, расположенные далеко от звезд, обычно обладают орбитами с очень низким эксцентриситетом, то есть близки к окружности. Тот факт, что у этого объекта столь высокий эксцентриситет говорит о различиях либо в процессе формирования, либо в эволюции по сравнению с другими планетами».

Открытие удалось сделать благодаря длительным наблюдениям за многими звездами. Группа Говарда начала использовать возможности телескопов обсерватории Кека еще в 1997 году и, в частности, наблюдала звезду HR 5183. В последние годы HR 5183 b проходила периаст, то есть ближайшую к звезде точку траектории. На этом отрезке пути планета движется с самой большой скоростью, поэтому в наибольшей степени возмущает движение звезды. В результате это позволяет как определить наличие планеты, так и за относительно короткий промежуток измерить положение планеты в разных точках, благодаря чему можно определить параметры ее орбиты с высокой точностью.

Астрономы пока не могут сказать, как планета оказалась на столь странной орбите. Они искали другое массивное тело в данной системе, но не нашли ничего подходящего. Возможно, что изначально было две планеты, но их гравитационное взаимодействие перевело одну на вытянутую орбиту, а другую выбросило прочь из системы. Авторы прогнозируют, что большое отдаление планеты от звезды потенциально позволит рассмотреть ее непосредственно методом прямого наблюдения.

Недавно астрономы нашли «запрещенную» экзопланету из «пустыни Нептунов», увидели железные испарения с разрушающейся экзопланеты, заметили молодую экзопланету в стадии сжатия, а также обнаружили систему из трех экзопланет и красного карлика.

Тимур Кешелава

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.