15.05.2013 | Наука

Астрофизики обнаружили "планету Эйнштейна" с помощью нового метода исследований

Поскольку экзопланеты практически не источают света в сравнении со звёздами, вокруг которых они обращаются, большинство из них были обнаружены непрямым методом.

Это значит, что учёные наблюдают не за самим небесным телом, а за производимыми планетой эффектами. На сегодняшний день существует несколько основных методов поиска экзопланет, эффективность которых была подтверждена экспериментально. Недавно список этих методов пополнил новый способ, основанный на специальной теории относительности Эйнштейна (СТО).

Но прежде чем говорить о нём, стоит упомянуть "основной" — транзитный. Эта методика подразумевает слежение за падениями светимости звезды в момент прохождения перед ней планеты. Однако, в силу того что подобные "затмения" очень слабые, аппаратура должна быть чрезвычайно чувствительной, чтобы их заметить.

Наибольшее количество экзопланет обнаружили учёные, работающие с космическим телескопом "Кеплер".
С момента запуска аппарата Kepler в марте 2009 года было обнаружено более 2700 потенциальных экзопланет. Из них существование лишь 122 было доказано с помощью транзитного метода.

Команда учёных из университета Тель-Авива (Tel Aviv University) и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) использовали уже имеющийся опыт поиска экзопланет для разработки нового метода. Впервые технология была предложена Ави Лоэбом (Avi Loeb) и Скоттом Гауди (Scott Gaudi) в 2003 году. Она основывается на действии силы притяжения, производимой планетой в процессе обращения вокруг звезды. В таком случае можно наблюдать три возможных эффекта.

Во-первых, под воздействием гравитации звезда смещается в сторону наблюдателя, из-за чего происходит нагромождение фотонов и она начинает испускать больше света в направлении движения.

Во-вторых, звезда начинает светиться ярче, когда планета "толкает" её в сторону. Из-за этого светило приобретает форму мяча для регби − некоторые участки небесного тела становятся более выпуклыми, и потому оно светится несколько ярче.

Третий эффект наименее очевиден: учёные наблюдают за светом, отражаемым планетой от звезды. Методика получила название BEER (relativistic BEaming, Ellipsoidal, and Reflection/emission modulations), что можно перевести как алгоритм обнаружения "релятивистских эффектов свечения, эллипсоидной трансформации и модуляций отражения и излучения".

При помощи этой технологии уже сделано первое открытие — экзопланета Kepler-76b, которая представляет собой газовый гигант, похожий на Юпитер. Её диаметр превышает диаметр Юпитера примерно на четверть, а по массе превосходит его вдвое. Kepler-76b находится в 2000 световых лет от нас и обращается вокруг звезды класса F в созвездии Лебедя.

Сидерический период Kepler-76b составляет всего полтора дня. Поскольку планета всё время обращена к своему солнцу одной и той же стороной, средняя температура на её поверхности составляет 1922 градуса по Цельсию.

Учёные обнаружили, что самая горячая точка на поверхности Kepler-76b — вовсе не та, что ближе всего к звезде, а на самом высоком участке выступа высотой в 16 тысяч километров. Об этом астрономы сообщают в пресс-релизе университета Тель-Авива. Последнее доказывает, что на планете имеется очень быстрое струйное течение, которое распределяет тепло по разным участкам её поверхности.

Планету обнаружили профессор тель-авивский университета Цеви Мазех (Tsevi Mazeh) и его студент Симчон Фэйглер (Simchon Faigler). После этого открытие подтвердил Дэвид Латам (David Latham) из Гарварда, перепроверив открытие с помощью уже известного метода радиальных скоростей. Эта техника подразумевает измерение радиальной скорости звезды с помощью спектрометра. Для этого учёный использовал спектрограф TRES Обсерватории имени Уиппла в Аризоне.

Позднее ещё один учёный из тель-авивского университета — Лев Тал-Ор (Lev Tal-Or) после анализа данных спектрографа SOPHIE также подтвердил открытие.

Как и любая другая методика, BEER имеет свои плюсы и минусы. С одной стороны, таким способом пока невозможно обнаружить планеты, похожие на Землю. Но с другой стороны, этот метод не требует спектрограммы высокой точности, как в случае с методом радиальных скоростей, или прохождения планеты перед звёздным диском, как в случае с транзитным методом.

"Каждая методика поиска экзопланет имеет свои слабые и сильные стороны. Но каждый раз, когда появляется новый способ, наши шансы на успешные поиски возрастают", — говорит Лоэб.

Результаты исследования будут опубликованы в издании Astrophysical Journal (а пока можно почитать препринт статьи на сайте).

По публикациям UkrNet