Впервые планету нашли с помощью искривления пространства-времени

Новый метод позволяет находить планеты-гиганты на широких орбитах, далеко от звезды, в то время как старый транзитный метод эффективен в основном для планет, расположенных близко к своей звезде.
Nasa

Телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) НАСА впервые обнаружил планету благодаря искривлению пространства-времени, а не привычному прохождению перед звездой. Новый мир, получивший название Gaia23bra b, представляет собой сверхъюпитерианскую планету, которая обращается далеко от своей звезды. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.

Неожиданная находка

«Когда TESS запускали, никто не ожидал, что он сможет находить планеты такого типа, — отметила профессор Университета Нью-Мексико Диана Драгомир. — Это открытие говорит о том, что в архивах TESS, скорее всего, скрываются и другие подобные планеты, которые мы раньше просто не искали».

Событие микролинзирования впервые заметили в 2023 году с помощью космического телескопа Gaia Европейского космического агентства. Когда звезда с планетой прошла точно на линии зрения с более далекой фоновой звездой, ее гравитация искривила и усилила свет источника. Анализ кривой блеска позволил выявить наличие планеты.

Позже ученые вернулись к архивным данным TESS и увидели, что телескоп тоже зафиксировал это событие.

«Наблюдения Gaia были слишком редкими, чтобы заметить планету. А TESS наблюдал за этим участком неба с высокой частотой — каждые 200 секунд почти два месяца, — рассказала аспирантка Мэллори Харрис. — Благодаря этому удалось увидеть дополнительные детали в кривой блеска, вызванные планетой».

Поиск планет
Фото: NASA’s Goddard Space Flight Center
 
На этом графике показаны зоны поиска планет трех миссий НАСА: будущего телескопа Нэнси Грейс Роман, уже завершенной миссии «Кеплер» и работающего спутника TESS.TESS обычно находит планеты в пределах 150 световых лет от Земли. Однако недавно с помощью метода микролинзирования он обнаружил планету на огромном расстоянии — около 40 000 световых лет (отмечена звёздочкой).

Характеристики планеты

Gaia23bra b примерно в 1,63 раза массивнее Юпитера. Она обращается вокруг оранжевого карлика (масса звезды — около 80 % солнечной) на расстоянии, сравнимом с орбитой Юпитера в нашей системе. Найти такую планету обычным транзитным методом TESS было бы практически невозможно.

Из более чем 6000 известных экзопланет большинство нашли именно методом транзита — когда планета проходит перед звездой и немного затмевает ее свет. Этот способ хорошо ловит планеты, расположенные близко к звезде.

Фото: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab
Эта анимация иллюстрирует концепцию гравитационного микролинзирования. Когда одна звезда на небе проходит почти перед другой, лучи света от фоновой звезды-источника искривляются из-за искривленного пространства-времени вокруг звезды на переднем плане. Эта звезда действует как виртуальное увеличительное стекло, усиливая яркость фоновой звезды-источника. Если у более близкой звезды есть планетная система, то эти планеты также могут действовать как линзы, каждая из которых вызывает небольшое отклонение яркости источника. Когда астрономы находят планеты таким образом, они могут измерить их массу и орбитальное расстояние от своей звезды.

Микролинзирование работает иначе. Оно особенно чувствительно к планетам на широких орбитах — таких, как в нашей Солнечной системе, и даже в обитаемой зоне. Пока этим методом найдено меньше 5 % всех экзопланет.

«Главное преимущество микролинзирования — в типах планет, которые оно способно обнаружить, — объясняет Мэллори Харрис. — Мы можем находить меньшие планеты на больших расстояниях от звезд, включая потенциально обитаемые миры».

«Транзиты и микролинзирование прекрасно дополняют друг друга.  Каждый метод видит те планеты, которые другому просто не под силу», — добавляет Диана Драгомир

События микролинзирования происходят один раз и больше не повторяются, поэтому изучать такие планеты сложно. Тем не менее накопление статистики поможет понять, как часто встречаются планеты на широких орбитах и как формируются планетные системы.

Это открытие подчеркивает ценность совместной работы разных телескопов. В будущем космический телескоп Нэнси Грейс Роман (запуск запланирован на осень 2026 года) должен открыть тысячи планет именно методом микролинзирования. Gaia23bra b стала важным доказательством того, что высокочастотные наблюдения из космоса работают.

Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX