Астрономы измерили наклон плоскости орбиты планеты Бета Живописца b

Плоскость вращения молодого суперюпитера Бета Живописца b практически совпадает с плоскостью вращения материнской звезды. К такому выводу пришли британские астрономы, опубликовавшие статью в The Astrophysical Journal Letters.

Ранние теории формирования планет, предложенные еще Кантом и Лапласом в восемнадцатом веке, основывались на том, что плоскости орбит планет Солнечной системы близки к экваториальной плоскости Солнца. Сегодня мы можем измерить, как соотносятся эти параметры у экзопланет и их материнских звезд. В 2000-х годах ученые обнаружили, что примерно у трети экзопланетных систем, открытых методом транзита, наблюдаются существенные несовпадения этих плоскостей. Считается, что такие расхождения с теорией Лапласа объясняются гравитационным взаимодействием планет с объектами звездных масс. 

Альтернативное объяснение предполагает, что ось вращения звезды и плоскость орбиты диска, в котором формируются планеты, могут изначально не совпадать из-за магнитных или гидродинамических эффектов. Диск также может быть наклонен из-за турбулентности в газово-пылевом облаке, в котором формируется звезда. Поэтому измерение наклона плоскостей орбит у как можно большего количества экзопланет должно помочь астрономам понять, какая из теорий лучше соотносится с действительностью. Однако существовавший до сих пор метод позволял делать эти измерения только у транзитных планет с периодом обращения от нескольких дней до десятков дней, что существенно ограничивало исследователей.

Стефан Краус (Stefan Kraus) из Эксетерского университета и его коллеги впервые смогли измерить угол между плоскостями вращения звезды и планеты в непосредственно наблюдаемой экзопланетной системе Беты Живописца. Звезда Бета Живописца находится в 63 световых годах от Земли. Она в 1,75 раза массивнее и в 8,7 раз ярче Солнца, а ее система в 225 раз моложе Солнечной — ей примерно 20 миллионов лет. В 2008 году астрономы из Лаборатории астрофизики Гренобля (LAOG), с помощью инструмента NACO телескопа VLT в Чили открыли экзопланету, которая обращается вокруг Беты Живописца. Она относится к классу суперюпитеров и примерно в 13 раз массивнее самой крупной планеты в Солнечной системе. При этом орбита экзопланеты напоминает орбиту Сатурна — она делает один оборот вокруг звезды за 21 год, находясь на расстоянии около 9 астрономических единиц от нее.

Группа Крауса использовала данные спектро-интерферометрических наблюдений на VLTI (Very Large Telescope Interferometer) Европейской Южной обсерватории, измерив разные по длинам волн фазы в линиях поглощения газа в фотосфере, чтобы обнаружить их сдвиги из-за вращения звезды. 

Точность измерения при этом составила одну миллионную долю угловой секунды. Это позволило измерить пространственные сдвиги размером в одну сотую диаметра звезды (что примерно эквивалентно размеру следа человека на Луне при наблюдении с Земли). Оказалось, что плоскости вращения Беты Живописца, экзопланеты и остаточного диска практически совпадают — значит, эта система формировалась в спокойных условиях.

Ранее мы рассказывали о том, как астрономы измерили массу Беты Живописца b и о том, как при помощи телескопа VLT получили четырехлетний таймлапс ее вращения вокруг материнской звезды.

Евгения Скареднева