Астрономы ищут планеты, вращающиеся вокруг коричневых карликов, объектов, которые не являются ни звездами, ни планетами.
Коричневые карлики — загадочные космические объекты. Они звезды ? Они могут сжигать дейтерий, а самые крупные даже литий! Однако они недостаточно массивны, чтобы превращать водород в гелий, поэтому их не классифицируют как звезды.
Если они не звезды, то планеты ? Опять же, нет. Они светятся собственным светом, в отличие от своих менее массивных собратьев -гигантов , которые светятся светом, отраженным от их звезды.
Интересно, что коричневые карлики — это не звезды и не планеты, а отдельный класс небесных объектов.
Не звезды, но все же не планеты-хозяева?
Исторически сложилось так, что астрономы и простые люди считали звезды хозяевами планет. Фактически, одним из аспектов планеты Международного астрономического союза является то, что планета находится «на орбите вокруг Солнца». Теперь мы знаем о многих планетах, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца , но ученые пошли еще дальше: они начали поиск планет, вращающихся вокруг коричневых карликов.
Исследования показали, что частота короткопериодических планет сверхземного размера увеличивается по мере уменьшения массы звезд; У карликов М примерно в 3 раза больше планет, чем у карликов F-типа . Эта антикорреляция может продолжаться за пределами главной последовательности и в диапазоне масс коричневого карлика. Авторы статьи , опубликованной 6 декабря 2022 года в The Astrophysical Journal, ищут дополнительные планеты, вращающиеся вокруг коричневых карликов, чтобы узнать больше об этих удивительных системах.
Авторы статьи получили 131 кривую блеска коричневого карлика , используя инструмент Mimir на 1,8-метровом телескопе Perkins Бостонского университета. Затем они разработали алгоритм для поиска транзитных планет на их кривых блеска. Они назвали свой поиск PINES (Perkins Infrared Exsatellite Survey) .
В результате этих поисков были найдены два коричневых карлика с кандидатами на транзит. Первый, 2MASS J18212815+1414010, известен как переменный коричневый карлик, поэтому маловероятно, что обнаруженный сигнал исходит от транзитной планеты.
Второй транзитный кандидат, однако, более интригующий. Авторы обнаружили потенциальную суперземлю около 2MASS J08350622+1953050. Радиус потенциальной планеты может достигать 5,8 радиуса Земли, если хозяин старый. Коричневые карлики значительно уменьшаются по мере старения и охлаждения, поэтому оценка радиуса кандидата в планеты во многом зависит от возраста коричневого карлика. Поверхностная гравитация 2MASS J08350622+1953050 указывает на то, что коричневому карлику более 100 миллионов лет, но может быть и 10 миллиардов лет! Авторы говорят, что 2MASS J08350622+1953050, скорее всего, полностью сжата, но они не могут исключить большие радиусы планет без более жестких ограничений на возраст коричневого карлика.
Как показывает этот диапазон потенциальных планетарных возрастов и радиусов, очень мало известно о 2MASS J08350622+1953050, поэтому авторам пришлось провести различные тесты, чтобы определить природу сигнала. Они выполнили диагностические проверки, исследовали астрофизические ложные срабатывания, провели последующие наблюдения и выполнили моделирование цепи Маркова методом Монте-Карло .
Авторы также выполнили некоторые тесты для оценки вероятности обнаружения планеты с радиусом, аналогичным оцененному для кандидата в планеты 2MASS J08350622+1953050. Предполагая, что у коричневых карликов такое же количество короткопериодических планет, как у карликов M, авторы рассчитали вероятность обнаружения планеты в 1%, если хозяин старый, и 0,13% шанс обнаружить планету, если хозяин молодой. Эти результаты показывают, что мы вряд ли обнаружим планету такого радиуса с этими 131 кривыми блеска коричневых карликов, если только у коричневых карликов больше короткопериодических планет, чем у карликов M.
В будущем вокруг коричневых карликов появится больше планет
Авторы продолжают поиск планет, вращающихся вокруг коричневых карликов. Поскольку они ищут единичные транзитные события, периоды этих планет неизвестны, и их транзиты нельзя предсказать. Это делает их неблагоприятными целями для космических миссий, таких как HST или JWST . Однако наземные исследования, такие как PINES, идеально подходят для обнаружения таких изолированных транзитов вокруг не очень успешных планет.
