TESS нашел первую экзопланету в толстом диске Млечного Пути

Астрономы нашли в данных космической обсерватории TESS указания на наличие экзопланеты у звезды из толстого диска Млечного Пути. Таких объектов на данный момент известно немного, а для TESS это стало первым подобным открытием, пишут авторы в принятом к публикации в The Astronomical Journal препринте на сервере arXiv.org.

Астрономы выделяют в нашей спиральной галактике Млечный Путь несколько подсистем, из которых основные — это балдж, тонкий диск, толстый диск и гало. Балдж — это утолщение в центральной области галактики, гало — это сфероидальная компонента, окружающая всю галактику, а два вида дисков — это популяции звезд с различными физическими параметрами. На тонкий диск приходится абсолютное большинство светил: около 85 процентов видимых вблизи плоскости Млечного Пути принадлежат тонкой компоненте.

Одно из основных различий между тонким и толстым диском заключается в дисперсии скоростей: скорости звезд из тонкого диска лежат в более узком диапазоне. Другими словами, температура газа из звезд у тонкого диска меньше, чем у толстого, что определяет и их характерную толщину в перпендикулярном плоскости Галактики направлении. Выделяется еще ряд различий: в среднем, в толстом диске звезды старше и менее металличны, то есть содержат меньше элементов тяжелее гелия. Разделение на тонкий и толстый диск считается установленными и с его существованием согласна большая часть научного сообщества, хотя и существуют работы, в которых возможность разбиения всей совокупности звезд на две отдельные популяции подвергается сомнению.

На данный момент известно более четырех тысяч экзопланет, но лишь в единичных случаях родительские звезды были отнесены к толстому диску (первая работа с таким выводом была опубликована в 2010 году). Считается, что существенно более высокие скорости движения звезд толстого диска могут сказываться на процессе формирования планет вокруг них, но на данный момент полученных данных недостаточно для однозначных выводов.

Астрономы из Великобритании, Испании, Италии, Канады, Китая, США, Франции, Чили и Японии обнаружили первую экзопланету у звезды толстого диска в данных космического телескопа TESS — LHS 1815b. Вокруг светила LHS 1815 раз в 3,1843 дня обращается планета, превышающая Землю по размеру в 1,088 ± 0,064 раза. Ее масса для такого радиуса велика и составляет 4,2 ± 1,5 земных, но известна с большими ошибками. Большая полуось составляет 0,04 астрономических единицы, что всего в 17 с небольшим раз больше радиуса звезды.

Звезда LHS 1815 многократно попадала в поле зрение TESS в течение первых двух лет работы аппарата. Длинный ряд наблюдений позволил обнаружить покрытия небольшой глубины, которые изменяли поток излучения от звезды всего на 0,04 процента. Наличие планеты было подтверждено дополнительными наблюдениями на спектрографе HARPS, установленном на 3,6-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силья.

Так как TESS наблюдает только достаточно яркие звезды, то все изученные этим инструментом объекты также измерены астрометрическим телескопом Gaia, который с высокой точностью определяет координаты и скорости тел. Оказалось, что LHS 1815 быстро перемещается относительно локального стандарта покоя, то есть системы отсчета, движущейся вокруг центра Млечного Пути со средней скоростью вещества рядом с Солнцем: примерно 110 километров в секунду против 15 у Солнца.

Проведенный авторами анализ показывает, что измеренные проекции скорости с высокой точностью указывают на принадлежность LHS 1815 к толстому диску, в то время как ни для одной другой звезды с экзопланетами, которую наблюдал TESS, подобного вывода однозначно сделано не было. В данный момент LHS 1815 находится всего в 29,9 парсеках от Земли, то есть близко к плоскости Галактики, но удаляется от нее и в максимуме должна подняться примерно на 1,8 килопарсек над ней.

LHS 1815b представляет собой достаточно хороший, хоть и неидеальный кандидат для наблюдения телескопами следующего поколения, такими как «Джеймс Уэбб». Тем временем, продолжающиеся наблюдения TESS должны позволить выявить новые экзопланеты у звезд толстого диска. Получение большой выборки таких объектов позволит детально изучать возможные различия в образовании и эволюции планет у звезд разных компонент Галактики.

Ранее астрономы нашли 11 кандидатов в кварковые экзопланеты, впервые обнаружили такой объект с долгой и эксцентричной орбитой и выявили планету, пережившую расширение звезды.

Тимур Кешелава