Астрономы получили прямое изображение планеты на орбите солнцеподобной звезды
Астрономы, использующие обсерваторию Кека (WM Keck) на Мауна-кеа, обнаружили одну из планет с наименьшей массой, изображения которой были получены напрямую. Ученым также удалось определить, что орбита экзопланеты похожа на орбиты планет-гигантов в нашей Солнечной системе.
Планета, названная AF Lep b, является одной из первых обнаруженных с помощью метода, называемого астрометрией; этот метод измеряет малозаметные движения родительской звезды в течение многих лет, чтобы помочь астрономам определить, притягивают ли ее трудноразличимые орбитальные спутники, включая планеты.
«Когда мы обработали наблюдения с помощью телескопа Keck II в режиме реального времени, чтобы тщательно удалить блики звезды, планета появилась и становилась все более заметной, чем дольше мы наблюдали», — говорят астрономы.
Прямые изображения, сделанные учеными, показали, что масса AF Lep b примерно в три раза превышает массу Юпитера, и она вращается вокруг AF Leporis, молодой солнцеподобной звезды, находящейся на расстоянии около 87,5 световых лет от нас. Они сделали серию снимков планеты, начиная с декабря 2021 года.
«Впервые такой метод использовался для поиска гигантской планеты, вращающейся вокруг молодого аналога Солнца», — сказал Брендан Боулер, доцент астрономии UT Austin и старший автор исследования. «Это открывает двери для использования его в качестве нового инструмента для изучения экзопланет».
Несмотря на то, что у нее гораздо меньшая масса, чем у звезды-хозяина, планета на орбите заставляет положение звезды слегка колебаться вокруг общего центра масс. Астрометрия использует это смещение положения звезды на небе относительно других звезд, чтобы сделать вывод о существовании планет на орбитах. Ученые определили, что звезда AF Leporis может иметь планету, учитывая то, как она двигалась в течение 25 лет наблюдений со спутников Hipparcos и Gaia.
Для прямого изображения планеты команда астрономов использовала адаптивную оптическую систему обсерватории Кека, которая корректирует колебания, вызванные турбулентностью в атмосфере Земли, в сочетании с векторным вихревым коронографом камеры ближнего инфракрасного диапазона 2 (NIRC2) телескопа Кек II, который подавляет свет от звезда-хозяина, чтобы планету можно было увидеть более четко.
AF Lep b примерно в 10 000 раз слабее своей родительской звезды и находится примерно в восемь раз дальше, чем Земля от Солнца.
«Создание изображений планет — сложная задача, — сказал Кайл Фрэнсон, руководитель исследования. «У нас есть только около 15 подобных примеров, и мы считаем, что этот новый «динамически информированный» подход, ставший возможным благодаря телескопу Keck II и адаптивной оптической визуализации NIRC2, будет намного более эффективным по сравнению со слепыми исследованиями, которые проводились в течение последних двух десятилетий».
Метод сочетания прямых изображений с астрометрией может помочь астрономам находить внесолнечные планеты, которые раньше было трудно найти другими методами, потому что они были слишком далеко от своей звезды-хозяина, имели слишком малую массу или не имели орбит, видимых с ребра на Земли. Еще одним преимуществом этого метода является то, что он позволяет астрономам напрямую измерять массу планеты, что затруднительно при использовании других методов на больших орбитальных расстояниях.
Исследователи планирует продолжить изучение AF Lep b.
«Это будет отличная цель для дальнейшей характеристики с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб и следующего поколения крупных наземных телескопов, таких как Гигантский Магелланов телескоп и Тридцатиметровый телескоп», — сказал Брендан Боулер. «Мы уже планируем более точные последующие исследования на более длинных волнах для изучения физических свойств и химии атмосферы этой планеты».
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.