Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 26.05.2017

Scroll to top

Top

Один комментарий

Экзопланета обнаружена методом гравитационного микролинзирования

Экзопланета обнаружена методом гравитационного микролинзирования
shortstoryf

Недавно в двойной звездной системе была обнаружена экзопланета, расположенная на расстоянии в 3000 световых лет от Земли, которая может расширить представления астрономов о том, где подобные Земле экзопланеты могут формироваться и как их найти.

Обнаруженная экзопланета в два раза тяжелее Земли, она вращается вокруг одной из звезд в двойной системе точно на таком же расстоянии, на котором вращается Земля вокруг Солнца. Однако, в связи с тем, что звезда-хозяин намного тусклее, по сравнению с Солнцем, экзопланета намного холоднее Земли. Если сравнивать ее с известными телами Солнечной системы, то ее фактическая температура немного ниже чем у спутника Юпитера Европа. В открытии новой планеты принимали участие четыре международных исследовательских групп во главе с Эндрю Гульдом из Университета штата Огайо.

Проведенное исследование предоставляет данные о том, как землеподобные планеты могут формироваться в зоне обитания, даже в таких двойных звездных системах, в которых звезды-компаньоны располагаются не очень далеко друг от друга. И хотя сама эта планета слишком холодная, чтобы быть пригодной для жизни, эта же планета, вращающаяся вокруг звезды, как наше Солнце, находилась бы в так называемой «зоне обитания» — области вокруг звезды, в которой присутствуют благоприятные условия для появления воды в жидком виде.

«Это существенно расширяет наше представление о потенциальных местах, где могут быть обнаружены в будущем пригодные для жизни экзопланеты. Половина звезд в нашей галактике вообще состоит в бинарных системах. И до сих пор мы совершенно не имели понятия о том, что землеподобные экзопланеты могут формироваться на таких же орбитах звезд, как и наша Земля», — Скотт Гауди, профессор астрономии из Университета штата Огайо.

В космическом пространстве очень редко, но все же возникает ситуация, при которой свет удаленной звезды усиливается звездой, которая расположена ближе к нам и действует как линза. Еще более редким является момент, при котором в усиленном световом потоке присутствуют спектральные подписи той далекой звезды. Однако, не смотря на редкость подобных явлений, астрономы научились использовать эту технику, которую назвали гравитационным микролинзированием. Когда астрономы получили точное подтверждение о наличии на орбите системы экзопланеты, они сумели зафиксировать два отдельных сигнала от нее. Основной сигнал, как правило, является подтверждением об обнаружении экзопланеты, а вторичный говорит первоначально о том, что на орбите звезды, может быть, присутствует какое-то тело. Но, как известно, звезды в системе являются двойными, в связи с этим интерпретация результата сильно усложняется. Чего нельзя сказать о методе гравитационного микролинзирования.

«При микролинзировании нам не важен свет от самой звездной системы с экзопланетой. Мы изучаем только те эффекты, которые накладывает ее гравитационная сила, искажая свет от звезды заднего плана, не связанной с изучаемой системой. Это совершенно новый инструмент, который позволяет достаточно точно искать планеты в двойных звездных системах», — Андрю Гульд, профессор из Университета штата Огайо.

При получении первого сигнала ученые наблюдали кратковременное затемнение звезды, поскольку гравитационная сила исказила одно из увеличенных изображений звезды заднего плана. Во время получения второго сигнала этот эффект полностью исказил световой поток.

«Даже если бы мы не увидели начальную подпись экзопланеты при получении первого сигнала, то мы все еще могли бы обнаружить ее только от одного искаженного изображения. Этот эффект не очевиден, его нельзя видеть глазом, но он безошибочно проявляется при компьютерном моделировании. Теперь мы знаем, что гравитационное микролинзирование фактически может вывести планеты на «чистую воду». Мы можем узнать ее массу и расстояние от звезды не наблюдая непосредственно изменения ее светимости при прохождении планеты по диску. Раньше мы только думали о таком эксперименте, но теперь мы имеем вещественные доказательства положительного использования разработанного нами метода», — Скотт Гауди.

Сама природа этих искажений все еще остается своего рода тайной.

«У нас нет интуитивного понимания, почему это все работает. У нас была некоторая идея, но справедливости ради стоит отметить, что эти явления предполагались в наших предварительных изысканиях».

Впервые экзопланета OGLE-2013-BLG-0341LBb заявила о себе 11 апреля 2013 года, когда астрономы в рамках эксперимента OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment, Оптический Эксперимент по Гравитационному Линзированию) зафиксировали падение яркости в световых линиях звезды. Планета на короткий промежуток времени нарушила изображение удаленной звезды, линзированное той звездой, вокруг которой экзопланета и вращается. Звезда заднего плана находится на расстоянии в 20000 световых лет от Звезды в созвездии Стрельца. Это явление стало первым из приблизительно 2000 наблюдаемых каждый год в рамках программы OGLE, полученное с помощью широкоугольной камеры, которая может контролировать до 100 миллионов звезд за ночь.

-2013-BLG-0341LBb

Этот рисунок художника показывает новую обнаруженную экзопланету (вдали справа), вращающуюся на орбите у одной звезды (справа) двойной звездной системы. Источник: Cheongho Han, Chungbuk National University, Republic of Korea

В дальнейшем ученые наблюдали искажения в изображении удаленной звезды еще шесть раз, что позволило точно говорить о присутствии экзопланеты у двойной звездной системы. В дальнейшем, полученные данные были переданы в проект MOA (Microlensing Observations in Astrophysics, Микролинзирование в астрофизике), которые смог уточнить, что источник искажений проходит точно по диску центральной звезды. Затем, в течение двух недель, наблюдая за звездой с помощью телескопов в Чили, Новой Зеландии, Израиле и Австралии, астрономы фиксировали увеличение яркости звезды. Но даже в тот момент ученые все еще не предполагали, что звезда-линза обладает компаньоном. Но благодаря пристальному изучению сигнала, астрономы заметили момент, когда второй компаньон неожиданно вызвал сильное увеличение светимости звезды. Это явление назвали каустическим пересечением.

К этому времени они поняли, что линза не является одиночной звездой. После этого было сделано еще одно открытие: искажение света. Спустя несколько недель после того, как все признаки присутствия экзопланеты исчезли, свет от двойной линзы стал искаженным, как будто на него влияло своего рода эхо от оригинального сигнала планеты. Интенсивный компьютерный анализ в Национальном университете в Корее показал, что искажение содержит подробную информацию о планете — ее массе, расстояния до звезды, ориентации. И эта информация точно соответствовала той, которая была получена при непосредственном наблюдении за падением света пи транзите экзопланеты по диску звезды. Таким образом, ученые пришили к выводу, что та же самая информация об экзопланете может быть получена только лишь от изучения одного искажения светового потока.

Этот анализ как раз и показа, что экзопланеты в два раза тяжелее Земли и вращается на таком же расстоянии от звезды, как и наша планета. Но ее звезда в 400 тусклее нашего Солнца, таким образом, планета имеет очень низкую температуру, приблизительно -213 градусов Цельсия. Это немного холоднее Европы — спутника Сатурна. Однако, астрономы утверждают, что двойные звездные системы, состоящие из подобных тусклых звезд, являются наиболее распространенным типом звездных систем в нашей галактике. Таким образом, это открытие предполагает, что в реальности может быть значительно больше землеподобных экзопланет.

Ранее уже были обнаружены три экзопланеты, вращающиеся в бинарных звездных системах, но с использованием других техник. Это исследование — первое, при котором удалось обнаружить планеты с размерами, близкими к Земле, вращающуюся вокруг звезды на такой же орбите, а ее открытие с помощью гравитационного микролинзирования было случайным.

«Обычно, как только мы видим, что изучаемая нами система является двойной, мы прекращаем наши наблюдения. Единственная причина, по которой мы продолжили наблюдения в этом случае — мы точно знали, что в системе присутствует экзопланета».

По информации университета штата Огайо.

Comments

  1. STANISLAV

    С 8-го класса,очень нравиться Астрономия.Не изучать,а просто знать для себя.И хорошо,что есть такие сайты,как Ваш.Спасибо Вам за очень интересные статьи.Постоянно их читаю.С ув. STASEVICH.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google