http://grani.ru/Society/Science/m.176024.html

Впервые транзитным методом открыта "нормальная" планета

Так художник представляет себе экзопланету CoRoT-9b. Изображение Instituto de Astrofísica de Canarias

Международная группа астрономов из Европы, США, Австралии, Бразилии и Чили впервые сумела обнаружить так называемым транзитным методом новую планету с параметрами, сравнимыми с параметрами планет Солнечной системы. При этом масса новой планеты напоминает массу Юпитера, а ее орбита близка к правильной окружности (эксцентриситет 0,11±0,04) и сопоставима с орбитой Меркурия (0,36 астрономической единицы). Важность этого открытия в том, что это первая экзопланета с "нормальными" характеристиками, которую можно изучить в деталях (публикация в журнале Nature 18 марта 2010 года).

Планета, получившая обозначение CoRoT-9b (по названию французского космического телескопа CoRoT, с помощью которого она и была открыта), расположена на расстоянии порядка 1500 световых лет от Земли в созвездии Хвост Змеи. Оборот вокруг своей звезды (солнечного типа) она делает за 95,274 суток, и при каждом таком обороте в течение восьми часов пересекает звездный диск (с точки зрения земных наблюдателей). Когда CoRoT-9b оказывается между родительской звездой и Землей, то часть звездного света блокируется, что и позволяет установить наличие "транзита".

Впрочем, свет от звезды не просто блокируется, часть его проходит сквозь атмосферу гигантской газовой планеты, и спектральный анализ этих лучей позволяет узнать состав атмосферы. Поэтому один из соавторов исследования - Клэр Муту (Claire Moutou) из Марсельской астрофизической лаборатории во Франции - сравнила открытие этой новой экзопланеты с Розеттским камнем, позволившим когда-то египтологам расшифровать иероглифы путем сравнения с дублирующими их текстами на уже известных языках. Действительно, в распоряжении ученых уже есть детальные модели планет Солнечной системы, и обнаружение подобной планеты у иной звезды позволит узнать нечто новое об образовании и жизни экзопланет.

В настоящее время известно о более чем четырех сотнях экзопланет, но всего семь десятков из них открыты транзитным методом. Все ранее известные транзитные планеты расположены гораздо ближе к своим звездам, чем CoRoT-9b (по меньшей мере на порядок; это так называемые "горячие юпитеры"), и поэтому, с точки зрения землян, обладают слишком экзотическими характеристиками. Температуры же, царящие на CoRoT-9b, можно считать сравнительно умеренными - от -20 градусов до 160 градусов Цельсия (250-430 К).

CoRoT-9b состоит в основном из водорода и гелия, но может содержать в себе до 20 земных масс "металлов", то есть, по терминологии астрономов, более тяжелых элементов. Вероятно, планета таит в себе ядро из воды и камня, находящееся в сильно сжатом состоянии. Таким образом, она очень похожа на гигантские планеты Солнечной системы, такие как Юпитер и Сатурн.

Спутник CoRoT обнаружил планету еще летом 2008 года (после 150 дней непрерывных наблюдений), однако астрономы ждали независимого подтверждения, которое пришло от наземных телескопов в сентябре 2009 года.

Ссылки:
International Team of Scientists Reports Discovery of a New Planet
New exoplanet like 'one of ours'
New Planet Found; May Be Cosmic Rosetta Stone

18.03.2010 07:00

Максим Борисов

Полная версия

Справка

Способы обнаружения экзопланет

Для поиска экзопланет используется несколько различных способов, одни из них более востребованы в научной практике, другие - менее. Первоначально, в 1991 году, астроному польского происхождения Александру Вольшчану по вариациям в излучении пульсаров удалось обнаружить присутствие совсем небольших планет у мертвых нейтронных звезд. Масса крупнейших из этих планет примерно в четыре раза превосходила массу Земли, а самые мелкие уступали в этом смысле любой планете Солнечной системы. Все это были заведомо безжизненные миры, не представляющие никакого интереса с точки зрения поиска там какого-либо разума.

Затем с помощью сверхточной доплеровской спектроскопии ученые научились измерять небольшие смещения характерных спектральных линий различных элементов в спектрах звезд, вызванные воздействием гравитации вращающихся вокруг них планет-гигантов. Первая такая планета была обнаружена в 1995 году у 51 Пегаса швейцарско-французской группой астрономов из обсерватории Женевского университета во главе с Мишелем Мейором и Дидье Кело (это открытие, несомненно, достойно Нобелевской премии). "Рывки" звезд приводят к тому, что спектральные линии немного сдвигаются то в красную, то в фиолетовую область спектра. Моделирование позволяет при необходимости выявлять присутствие сразу нескольких планет, заставляющих родительскую звезду выписывать замысловатые "кренделя" в пространстве, высчитать их удаленность от светила, периоды обращения и другие параметры орбит. Этот метод регистрации экзопланет до сих пор остается едва ли не самым востребованным, однако он не лишен серьезных недостатков: так, неясно, как плоскость орбиты системы повернута к земному наблюдателю, поэтому обычно получают лишь нижнюю оценку масс. К тому же метод более чувствителен к крупным объектам и планетам, имеющим чрезвычайно короткие периоды обращения ("горячим юпитерам").

Третий путь открылся вместе с точными астрометрическими наблюдениями. Принцип во многом схож с доплеровской спектроскопией, однако при этом ведется уже поиск периодических колебаний в позиции родительской звезды на небесной сфере, а не радиальной скорости. Этот метод, вообще говоря, обладает еще меньшей чувствительностью и большинством недостатков, присущих способу номер два, однако позволяет при этом регистрировать весьма удаленные спутники звезд и замечать колебания светил в системах, наблюдаемых не "с ребра", а "с макушки" (т.е. обойденных при использовании второго метода). К сожалению, новых подтвержденных открытий планет этот метод еще не принес, но зато удалось уточнить массу некоторых обнаруженных ранее экзопланет.

Сравнительно недавно в ход пошел четвертый способ, набирающий теперь популярность не только среди астрономов-профессионалов, но и среди любителей: фотометрические измерения прохождений искомых планет по диску звезды (при удачном стечении обстоятельств он позволяет обойтись даже весьма скромными инструментами). Транзитные "мини-затмения" позволяют получить записи кривых интенсивности звездного излучения и таким образом восстановить информацию не только о массе, но и о размерах затмевающего тела (и даже о его форме). А зная массу и диаметр планеты, можно оценить ее среднюю плотность и таким образом высказывать обоснованные предположения об общем составе. Специфика транзитного метода - в периодическом отслеживании поведения большого числа звезд. У некоторых из этих звезд могут найтись близкие и достаточно крупные планеты, причем с подходящими орбитами, повернутыми к нам "ребром".

Еще один метод - метод гравитационного микролинзирования - связан с известными предсказаниями теории относительности. Массивный гравитирующий объект искажает пространство и искривляет проходящие рядом с ним световые лучи (например, от фоновой звезды), тем самым "выдает" себя. Данный метод применим даже в случае сравнительно небольших объектов, однако он также требует непрерывного слежения за многочисленными звездами-кандидатами, да к тому же сами события линзирования в принципе не повторяются (т.е. возникают сложности при необходимости подтвердить открытие и уточнить параметры планетной орбиты). Наличие планеты, собственно, выявляют по кривой блеска - на ней в "час X" наблюдается дополнительный "пик". Методом микролинзирования были открыты, в частности, самые мелкие планеты, так называемые "суперземли", чья масса отличается от земной менее чем на порядок.

Наконец, несколько лет назад (с появлением орбитальных и крупнейших наземных телескопов, снабженных адаптивной оптикой) открылась и еще одна возможность - улавливать свет (инфракрасное излучение) от инозвездной планеты самым непосредственным образом. Можно либо обнаружить специфическую "примесь" в спектре звезды, либо даже разрешить саму планету. К сожалению, планеты эти зачастую столь гигантские, что мало чем отличаются от маленьких "неудавшихся" звезд - коричневых (иначе говоря, бурых) карликов. Их родительские звезды тоже довольно скромны по размерам (ведь только в лучах совсем небольшого светила планета имеет шанс "не потеряться"). Сами такие открытия оставались спорными - за планету могли принять и коричневого карлика, и фоновую звезду... Тем не менее, ситуация постепенно меняется к лучшему. А в конце 2008 года случился настоящий прорыв в этих исследованиях. Удалось сфотографировать сравнительно небольшую планету у вполне "нормальной" звезды, да еще и в оптическом, а не в инфракрасном диапазоне.

04.04.2009