Кредитний імідж: ESO
Європейська команда астрономів [1] оголошує про відкриття та вивчення двох нових позасонячних планет (екзопланет). Вони належать до об'єктів кандидатських перевезень OGLE і можуть бути детально охарактеризовані. Це збільшує кількість екзопланет, виявлених транзитним методом; зараз відомі три такі об’єкти.
Спостереження проводились у березні 2004 року за допомогою багатоволоконного спектрографа FLAMES на 8,2-метровому телескопі VLT Kueyen в Паранальній обсерваторії ESO (Чилі). Вони дали змогу астрономам виміряти точні радіальні швидкості для сорока однієї зірки, для якої опитуванням OGLE було виявлено тимчасове “занурення” яскравості. Цей ефект може бути підписом транзиту перед зіркою планети, що обертається, але також може бути викликаний невеликим зоряним супутником.
Для двох зірок (OGLE-TR-113 та OGLE-TR-132) виміряні зміни швидкості виявили наявність супутників планетарної маси на надзвичайно короткочасних орбітах.
Цей результат підтверджує існування нового класу гігантських планет, позначених «дуже гарячими Юпітерами» через їх розміри та дуже високу температуру поверхні. Вони надзвичайно близькі до своїх зірок-господарів, орбітуючи їх менше ніж за 2 (земні) дні.
Метод транзиту для виявлення екзопланет буде "продемонстрований" для широкої публіки 8 червня 2004 року, коли планета Венера пройде перед сонячним диском, пор. програма VT-2004.
Відкриваючи інші світи
Протягом останнього десятиліття астрономи дізналися, що наша Сонячна система не є унікальною, оскільки за допомогою радіаційних обстежень було виявлено понад 120 гігантських планет, що обертаються навколо інших зірок (пор. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 та ESO PR 03/03).
Однак техніка радіальної швидкості - не єдиний інструмент для виявлення екзопланет. Коли планета проходить перед материнською зіркою (як видно із Землі), вона блокує невелику частину світла зірки від нашого погляду. Чим більша планета, відносно зірки, тим більша частка заблокованого світла.
Це точно такий же ефект, коли Венера 8 червня 2004 року переходить Сонячний диск, пор. PR 03/04 ESO та веб-сайт програми VT-2004 У минулі століття подібні події використовувались для оцінки відстані Сонце-Земля з надзвичайно корисними наслідками для астрофізики та небесної механіки.
У наш час планетарні транзити набувають все більшого значення. Кілька опитувань намагаються знайти слабкі підписи інших світів за допомогою зоряних фотометричних вимірювань, шукаючи періодичне затемнення зірки, коли планета проходить перед її диском.
Одне з них, опитування OGLE, спочатку було розроблено для виявлення подій мікросенсії шляхом моніторингу яскравості дуже великої кількості зірок через рівні проміжки часу. Протягом останніх чотирьох років він також включав пошук періодичних неглибоких «занурень» яскравості зірок, викликаних регулярним транзитом малих орбітальних об’єктів (малих зірок, коричневих карликів або планет розміром Юпітера). З того часу команда OGLE оголосила 137 «кандидатів у планетарний транзит» зі свого обстеження близько 155 000 зірок у двох полях південного неба, одне в напрямку Галактичного центру, а інше в сузір’ї Карина.
Вирішення характеру транзитів OGLE
Кандидати в транзит OGLE були виявлені наявністю періодичного зниження яскравості спостережуваних зірок на кілька відсотків. Радіус планети розміром Юпітера приблизно в 10 разів менший, ніж у зірки сонячного типу [2], тобто він охоплює близько 1/100 поверхні цієї зірки, а отже, він блокує близько 1% зоряного світла під час транзит.
Однак наявність лише транзитної події не виявляє природи транзитного тіла. Це тому, що зірка низької маси або коричневий карлик, а також змінна яскравість бінарної системи, що затьмарює тло, видно в тому ж напрямку, можуть призвести до змін яскравості, що імітують ті, що виробляються орбітою планети гіганта.
Однак характер транзитного об'єкта може бути встановлений за допомогою радіально-швидкісних спостережень материнської зірки. Розмір коливань швидкості (амплітуда) безпосередньо пов'язаний з масою супутнього об'єкта і, отже, дозволяє розрізняти зірки та планети як причину спостерігається яскравості “занурення”.
Таким чином, фотометричні транзитні пошуки та вимірювання радіальної швидкості поєднуються, щоб стати дуже потужною методикою виявлення нових екзопланет. Більше того, це особливо корисно для з'ясування їх характеристик. У той час як виявлення планети методом радіальної швидкості дає лише нижчу оцінку її маси, вимірювання транзиту дає змогу визначити точну масу, радіус та щільність планети.
Подальше спостереження за радіально-швидкісними перевагами 137 OGLE транзитних кандидатів не є легким завданням, оскільки зірки порівняно слабкі (зорові величини близько 16). Це можна зробити лише за допомогою телескопа класу 8-10 м із спектрографом високої роздільної здатності.
Характер двох нових екзопланет
Тому європейська команда астрономів [1] використовувала 8,2-метровий телескоп VLT Kueyen. У березні 2004 року вони підписалися на 41 OGLE "найкращі зірки транзитних кандидатів" протягом 8 півночі. Вони отримали прибуток від потужності мультиплексної роботи волоконної ланки FLAMES / UVES, яка дозволяє одночасно отримувати спектри з високою роздільною здатністю 8 об'єктів і вимірювати зоряні швидкості з точністю близько 50 м / с.
У той час як переважна більшість кандидатів на транзит OGLE виявились бінарними зірками (переважно малі, прохолодні зірки, що проходять перед зірками сонячного типу), два об'єкти, відомі як OGLE-TR-113 та OGLE-TR-132, були виявлено невеликі коливання швидкостей. Коли всі доступні спостереження - зміни світла, зоряний спектр та зміни радіальної швидкості - були об'єднані, астрономи змогли визначити, що для цих двох зірок перехідні об'єкти мають масу, сумісну з оглядами планети-гіганта, як Юпітер.
Цікаво, що обидві нові планети були виявлені навколо досить віддалених зірок у галактиці Чумацький Шлях у напрямку південного сузір'я Карина. Для OGLE-TR-113 материнська зірка має тип F (трохи гарячіший і масивніший, ніж Сонце) і розташований на відстані близько 6000 світлових років. Планета на орбіті приблизно на 35% важча, а її діаметр на 10% більший, ніж у Юпітера, найбільшої планети Сонячної системи. Він обертається навколо зірки один раз на 1,43 дня на відстані всього 3,4 млн км (0,0228 АС). У Сонячній системі Меркурій знаходиться в 17 разів далі від Сонця. Температура поверхні цієї планети, яка, як і Юпітер, є газоподібним гігантом, відповідно вище, ймовірно, вище 1800 ° С.
Відстань до системи OGLE-TR-132 становить близько 1200 світлових років. Ця планета настільки ж важка, як Юпітер і приблизно на 15% більша (її розмір все ще дещо невизначений). Він виходить на орбіту K-карликової зірки (прохолодніша і менш масивна, ніж Сонце) раз на 1,69 дня на відстані 4,6 мільйона км (0,0306 АС). Також ця планета повинна бути дуже гарячою.
Новий клас екзопланет
Із раніше знайденим планетарним транзитним об'єктом OGLE-TR-56 [3] два нові об'єкти OGLE визначають новий клас екзопланет, які все ще не виявляються поточними дослідженнями радіальної швидкості: планети з надзвичайно короткими періодами та відповідно невеликими орбітами. Розподіл орбітальних періодів для "гарячих Юпітерів", виявлених за допомогою радіальних обстежень швидкості, здається, зменшився нижче 3 днів, і жодна планета раніше не була знайдена з орбітальним періодом, меншим за 2,5 дня.
Існування трьох планет OGLE тепер показує, що "дуже гарячі Юпітери" існують, хоча вони можуть бути досить рідкісними; ймовірно, про один такий об'єкт на кожні 2500 - 7000 зірок. Астрономи по-справжньому спантеличені тим, як планетарні об’єкти встигають опинитися на таких маленьких орбітах, так біля їхніх центральних зірок.
Всупереч методу радіальної швидкості, який відповідає за велику більшість виявлень планети навколо нормальних зірок, поєднання транзитних і радіально-швидкісних спостережень дає змогу визначити справжню масу, радіус і, таким чином, середню щільність цих планет.
Великі очікування
Два нових об’єкти подвоюють кількість екзопланет із відомою масою та радіусом (три об'єкти OGLE плюс HD209458b, що було виявлено за допомогою радіальних обстежень швидкості, але для яких згодом спостерігали фотометричний транзит). Нова інформація про точні маси та радіуси є важливою для розуміння внутрішньої фізики цих планет.
Комплементарність методів транзитної та радіальної швидкості тепер відкриває двері до детального вивчення справжніх характеристик екзопланет. Космічні пошуки планетарних транзитів - на зразок місій COROT та KEPLER - разом із наземними спостереженнями щодо радіальної швидкості наземних обставин в майбутньому призведуть до характеристики інших світів, таких як наші Землі.
Оригінальне джерело: Новини ESO
