Большинство из более чем 5000 известных в настоящее время внесолнечных планет были обнаружены транзитом. Их планетные системы так устроены по отношению к Солнечной системе, что мы можем наблюдать их со стороны звезды, и один раз за полный оборот вокруг звезды планета ненадолго проходит перед ней, заслоняя часть своего свечения и вызывая регулярное и многократное снижение яркости. Однако если бы мы увидели планетную систему «сверху», мы бы больше не заметили транзита, потому что планета никогда не закрыла бы саму звезду. Однако иногда даже в такой планетной системе можно увидеть планету.
Ученые, анализирующие данные космического телескопа Gaia, который измеряет положения, расстояния и движения миллиарда звезд в нашем окружении, недавно заметили аномалию в движении звезды, занесенной в каталог как HIP-99770. Небольшое колебание в движении звезды по галактике заставило астрономов решить проверить, может ли быть планета поблизости от звезды.
Как потом выяснилось, это была отличная зацепка, которая в итоге привела к открытию планеты с номером HIP-99770b. Интересно, что впервые планета была обнаружена с использованием астрометрических данных (исследований движения планеты) и методов прямой визуализации. По словам ученых, такая комбинация позволяет одновременно изучать атмосферу планеты, определять ее массу и орбиту вокруг звезды.
Почему флуктуации в движении звезды?
Хотя в масштабах человеческой жизни расположение звезд на небе неизменно, это только видимость. Все звезды нашей галактики находятся в постоянном движении вокруг центра Млечного Пути. Солнце с его планетарным зверинцем делает то же самое. Мы движемся со средней скоростью 828 000 км/ч вокруг центра галактики, затрачивая на один оборот около 230 миллионов лет. Все остальные звезды Млечного Пути ведут себя аналогично.
Если есть планета, вращающаяся вокруг какой-либо звезды, то и звезда оказывает гравитационную силу на планету, и планета оказывает гравитационное воздействие на звезду. Оба тела вращаются вокруг общего центра масс. Хотя очень часто сама планета не видна (свечение родительской звезды затмевает любой свет, отраженный гораздо меньшей планетой), можно увидеть движение звезды, вызванное гравитационным влиянием планеты. Без планеты звезда двигалась бы по прямой. Однако когда вблизи звезды находится планета, можно увидеть, что звезда движется по правильной синусоиде, немного меняя свое направление из-за притяжения планеты.
Важно отметить, что в таком случае, если планета, вращающаяся вокруг звезды, находится достаточно далеко от нее, есть шанс сфотографировать непосредственно саму планету. Детальный анализ движения звезды позволяет определить, где должна находиться планета. Исследователи использовали эти данные который затем направил зеркало телескопа Субару и телескопы обсерватории Кека на Гавайях на звезду HIP 99770. Их цель состояла в том, чтобы увидеть, можно ли напрямую сфотографировать планету, вызывающую отклонение звезды. Это был хит. На приведенном ниже рисунке символ звезды указывает положение центральной звезды, пунктирная линия указывает размер орбиты Юпитера вокруг Солнца, а в нижней левой части изображения положение планеты HIP 99770 b, отражающей некоторые из свет, излучаемый звездой.
Экзопланеты: HIP 99770 b в цифрах
Обнаруженная таким образом исследователями планета по своим размерам схожа с Юпитером. Его масса оценивается в 14-16 масс Юпитера. Расстояние от родительской звезды в этом случае составляет 17 а.е. (1 а.е. = 1 а.е. = 150 млн км). Для сравнения, Юпитер в Солнечной системе находится в 5 астрономических единицах от Солнца.
Однако ученые отмечают, что звезда-хозяин в два раза массивнее Солнца и намного ярче его, благодаря чему, несмотря на удаленность, планета получает примерно такое же количество света, как и Юпитер в Солнечной системе.
Вопреки видимости, открытие HIP 99770 b может быть лишь предвкушением того, что нас ждет в ближайшие годы в мире экзопланет. Ученые отмечают, что HIP 99770 b подтверждает эффективность поиска планет с использованием астрометрических данных и прямых наблюдений. Ученые уже идентифицировали более пятидесяти звезд-кандидатов, движение которых указывает на то, что вокруг них вращаются планеты. В ближайшее время начнутся поиски этих планет с помощью телескопов Subaru и Keck.
