Создано первое трехмерное изображение системы двух звезд и планеты
Астрономы обнаружили планету, подобную Юпитеру, которая вращается вокруг одной из звезд двойной системы, точно отследив небольшое, почти незаметное колебание в движении этой звезды в пространстве. Их работа позволила впервые определить полную трехмерную структуру орбит двойной системы звезд и планеты, вращающейся вокруг одной из них. По словам астрономов, это достижение может дать ценную новую информацию о процессе формирования планет.
Хотя к настоящему времени обнаружено более 5000 внесолнечных планет, только три были обнаружены с помощью метода, называемого астрометрией, который использовался для этого открытия.
Однако подвиг определения трехмерной архитектуры двойной звездной системы, включающей планету, «не может быть достигнут с помощью других методов обнаружения экзопланет», — сказал Сальвадор Куриэль из Национального автономного университета Мексики (UNAM).
«Поскольку большинство звезд находятся в двойных или кратных системах, способность понимать такие системы, как эта, поможет нам понять формирование планет в целом», — сказал Сальвадор Куриэль.
Две звезды, которые вместе называются GJ 896AB, находятся примерно в 20 световых годах от Земли. Это делает их нашими близкими соседями по астрономическим меркам.
Звезды — это красные карлики, самый распространенный тип звезд в нашей галактике Млечный Путь. Большая звезда из них, вокруг которой вращается планета, имеет около 44 процентов массы нашего Солнца, а меньшая — около 17 процентов массы Солнца. Их разделяет расстояние, которое можно сравнить с расстоянием от Нептуна до Солнца, и они вращаются вокруг друг друга один раз в 229 лет.
Для изучения GJ 896AB астрономы объединили данные оптических наблюдений системы, проведенных в период с 1941 по 2017 год, с данными наблюдений радиоинтерферометра VLBA в период с 2006 по 2011 год. Они также провели новые наблюдения с помощью VLBA в 2020 году.
Его фантастическая способность видеть мелкие детали позволила получить чрезвычайно точные измерения положения звезд с течением времени. Обширный анализ данных, проведенный астрономами, выявил орбитальные движения звезд, а также их общее движение в пространстве.
Существование планеты было обнаружено детальным отслеживанием движения более крупной звезды, которое показало небольшое колебание. Колебание вызывает гравитационное воздействие планеты на звезду. Звезда и планета вращаются вокруг точки между ними, называемой барицентром, который представляет собой их общий центр масс. Когда это место находится достаточно далеко от звезды, можно обнаружить движение звезды вокруг него.
По расчетам астрономов, планета имеет массу примерно в два раза больше Юпитера и обращается вокруг звезды каждые 284 дня. Ее расстояние от звезды чуть меньше, чем расстояние Венеры от Солнца. Орбита планеты наклонена примерно на 148 градусов от орбит двух звезд.
«Это означает, что планета движется вокруг главной звезды в направлении, противоположном направлению движения вторичной звезды вокруг главной звезды», — говорят ученые.
«Впервые такая динамическая структура наблюдается у планеты, связанной с компактной двойной системой, которая предположительно образовалась в том же протопланетном диске».
«Дополнительные подробные исследования этой и подобных систем могут помочь нам получить важные сведения о том, как формируются планеты в двойных системах. Существуют альтернативные теории механизма образования, и дополнительные данные могут указать, какая из них наиболее вероятна», — сказал Джоэл Санчес из UNAM. «В частности, современные модели показывают, что такая большая планета вряд ли будет компаньоном такой маленькой звезды, поэтому, возможно, эти модели необходимо скорректировать», — добавил он.
По словам ученых, астрометрический метод станет ценным инструментом для описания большего количества планетных систем. «Мы можем сделать гораздо больше такой работы с запланированным VLA следующего поколения (ngVLA) », — говорят исследователи. «С его помощью мы сможем найти планеты размером с Землю».