Быстрые покрытия выдадут новые межзвездные объекты
Астрофизики описали новый способ поиска межзвездных объектов, подобных астероиду Оумуамуа или комете 2I/Борисова. Он основан на наблюдении кратковременных затмений звезд — покрытий. Такой метод уже используется для поиска тел пояса Койпера и облака Оорта, а более далекие астероиды и кометы следует искать по характерной для них и для звезд вдали от плоскости эклиптики длительности в одну десятую секунды, пишут авторы в препринте на сервере arXiv.org.
На данный момент ученым однозначно известно о существовании двух крупных тел, прибывших в Солнечную систему извне — это астероид Оумуамуа и комета 2I/Борисова. В обоих случаях установить внесолнечное происхождение удалось благодаря прямым наблюдениям объектов и определению параметров траекторий, в первую очередь эксцентриситета.
Но возможно и непрямое обнаружение далеких тел. В частности, для этого используется метод покрытий, который заключается в измерении падения блеска яркого объекта при блокировании его света расположенным ближе тусклым телом. Характер зависимости изменения потока от времени позволяет при этом определять некоторые параметры темного тела — например, размер.
Астрофизики во главе с Ави Лебом (Avi Loeb) из Гарвардского университета предложили использовать этот же метод для поиска новых межзвездных тел на подлете к Солнечной системе. Их идея заключается в постоянном мониторинге большого количества звезд вдали от плоскости эклиптики с очень высокой частотой кадров. По их оценкам такая программа позволит находить по несколько новых межзвездных тел в год.
Так как звезды и затмевающие их тела на столь большом расстоянии обладают малыми угловыми размерами, то пользоваться приближением геометрической оптики недопустимо. Отклонение от простейшего случая выражается в том, что свет будет испытывать дифракцию Френеля, из-за которой падение потока не монотонно, а будет испытывать несколько колебаний, зависящих от относительных размеров затмевающего тела и характерного масштаба дифракции, зависящего от длины волны и удаленности звезды.
Согласно проведенному анализу, лучше всего подходят звезды 14-ой величины в фильтре R, так как таких светил много, а вызываемое снижение яркости будет заметными для регистрации. При этом отделить случаи покрытия межзвездными телами от объектов пояса Койпера или облака Оорта можно будет по времени и положению на небе: вдали от плоскости эклиптики не ожидается тел из пояса, а характерное время для тел из облака оказывается гораздо больше — 1 секунда против 0,1.
Астрономы предлагают непрерывно следить за всеми звездами с яркостью от 13,5 до 14,5 в фильтре R (около двух миллионов) при помощи системы метровых телескопов, делающих по десять кадров в секунду. По их прогнозам, таким образом удастся находить более пяти новых межзвездных объектов в год на расстоянии от одной до тысячи астрономических единиц. При этом наблюдения в нескольких фильтрах позволят точно определять размеры и расстояния до тел.
Ранее на первой межзвездной комете 2I/Борисова астрономы нашли циан, а межзвездный астероид Оумуамуа признали естественным объектом. О более мелких телах из-за пределов Солнечной системы мы писали текст «Межзвездный экспресс».
Тимур Кешелава
И уточнили массу самой субземли
Астрономы обнаружили еще два кандидата в скалистые суперземли у красного карлика GJ 367, обладающего необычной субземлей с железным ядром. Заодно ученые уточнили параметры субземли — она оказалась массивнее и меньше, чем считалось ранее. Препринт работы доступен на arXiv.org. К экзопланетам с ультракоротким периодом обращения относятся тела, чей орбитальный период составляет меньше суток. На сегодняшний день достоверно известно о существовании 132 экзопланет с ультракоротким периодом и лишь для 36 из них определены масса и радиус. Этого мало, чтобы тщательно проверить и уточнить модели формирования и эволюции таких объектов, которые могут быть скалистыми или нептуноподобными телами, либо горячими газовыми гигантами. Группа астрономов во главе с Элизой Гоффо (Elisa Goffo) из Туринского университета опубликовала результаты анализа данных новых наблюдений за системой красного карлика GJ 367 при помощи спектрографа HARPS, установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории и измерявшего колебания лучевой скорости звезды. GJ 367 обладает массой 0,45 массы Солнца, радиусом 0,45 радиуса Солнца и находится на расстоянии в 31 световой год от нашей звезды. Светило известно тем, что в 2021 году у него была обнаружена необычная субземля GJ 367b с периодом обращения 7,7 часа, которая может обладать крупным железным ядром. В результате исследователи обнаружили, что в системе есть два новых кандидата в экзопланеты, которые могут быть суперземлями и являются нетранзитными (не проходят по диску звезды). Минимальные массы GJ 367c и GJ 367d составляют 4,13 и 6,03 массы Земли, возможные радиусы — примерно 1,6 и 1,7 радиуса Земли, а орбитальные периоды — 11,5 и 34 дня соответственно. Ученые также уточнили свойства субземли GJ 367b, которая оказалась массивнее, чем считалось ранее. Масса экзопланеты составляет 0,633 массы Земли при радиусе 0,699 радиуса Земли, что дает значением объемной средней плотности в 10,2 грамм на кубический сантиметр. Такое значение плотности на 85 процентов больше средней плотности Земли и объясняется наличием более крупного, чем считалось ранее, железного ядра — по новым оценкам его радиус составляет 91 процент от радиуса планеты. Пока неясно, как именно могла образоваться такая экзопланета, однако есть гипотеза, что в прошлом GJ 367b пережила крупные столкновения с другими телами и потеряла большую часть своей мантии, а затем подверглась удалению внешних слоев под действием излучения звезды. Ранее мы рассказывали, как сплющенный сверхгорячий юпитер оказался похож по строению на Юпитер.