Охота за невидимками: как «звёздные рывки» помогли открыть экзопланету

Хотя наша способность наблюдать далёкие миры с помощью современных телескопов шагнула далеко вперёд за короткое время, с сегодняшними технологиями мы всё ещё можем фотографировать лишь крошечную долю планет в нашей Вселенной.

Однако астрономам на Гавайях только что удалось обнаружить две увлекательные находки — огромную экзопланету и коричневый карлик — с помощью японского телескопа «Субару», расположенного на вершине Мауна-Кеа, спящего вулкана на Большом острове.

Эти новые небесные открытия стали первыми результатами программы OASIS (Observing Accelerators with SCExAO Imaging Survey), которая опирается на данные телескопа «Субару», а также на информацию из других источников.

«Программа использует измерения двух миссий Европейского космического агентства — «Гиппарх» и «Gaia» — для идентификации звёзд, которые «дёргаются» под гравитационным влиянием невидимых компаньонов», — написал в своём заявлении представитель Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ).

Обнаруженная экзопланета получила название HIP 54515 b. Она находится в 271 световом году от Земли и обращается вокруг звезды в созвездии Льва. По данным NAOJ, её масса почти в 18 раз превышает массу Юпитера, а орбита удалена от своей звезды примерно на такое же расстояние, как Нептун от Солнца.

Коричневый карлик, названный HIP 71618 B, расположен в 169 световых годах от нас в созвездии Волопаса. Термин «коричневый карлик» относится к любопытному небесному объекту, масса которого находится где-то между планетой и звездой. Учёные часто называют их «неудавшимися звёздами», потому что они формируются подобно звёздам, но никогда не накапливают достаточно массы, чтобы «квалифицироваться» как полноценное светило.

Открытие коричневого карлика особенно интересно, поскольку он обладает нужными свойствами для испытаний нового космического телескопа NASA «Нэнси Грейс Роман», запуск которого запланирован на 2026 или 2027 год.

Для тестирования телескопа «Роман» NASA требуется объект с весьма конкретными характеристиками. NAOJ заявляет, что этот коричневый карлик соответствует всем требованиям. ««Роман» проведёт демонстрацию технологий, чтобы испытать системы коронографов, которые понадобятся будущим телескопам для фотографирования землеподобных планет у других звёзд — планет, которые в десять миллиардов раз тусклее своих звёзд», — пояснил NAOJ.

Таким образом, как заявляет NAOJ, с этим новым открытием у «Романа» появился подходящий кандидат для демонстрации технологий.

Это открытие стало возможным благодаря методу, который можно назвать «космической версией обнаружения по гравитационным рывкам». Телескопы «Гиппарх» и «Gaia», измеряя с невероятной точностью положения и движения сотен тысяч звёзд, засекли едва заметные «покачивания» двух светил — HIP 54515 и HIP 71618. Эти микроколебания стали неопровержимым свидетельством того, что у каждой из звёзд есть массивный, но невидимый спутник, чья гравитация влияет на её движение. Затем на цель был наведён мощный инструмент «Субару» с адаптивной оптикой, который смог напрямую запечатлеть эти тусклые объекты, отделив их от яркого света их родительских звёзд.

Открытие HIP 54515 b поднимает интригующие вопросы о формировании планетных систем. Объект массой в 18 юпитеров находится на орбите, похожей на нептунианскую. Такие миры, занимающие промежуточное положение между гигантскими планетами и коричневыми карликами, являются редкими «переходными» объектами, изучение которых помогает понять, где проходит граница между планетой и «неудавшейся звездой».

Что касается HIP 71618 B, его роль может оказаться исторической. Успешная демонстрация коронографа «Романа» на этом объекте откроет дорогу для прямого получения изображений и спектров настоящих аналогов Земли у ближайших звёзд. Это будет означать переход от статистического открытия экзопланет к их детальному, по-настоящему планетологическому изучению. Таким образом, два невзрачных «гравитационных рывка» в данных «Gaia» могут стать одним из ключевых шагов человечества на пути к ответу на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной.