Метод, поддерживаемый Эйнштейном, может помочь нам найти более мелкие экзопланеты, чем когда-либо прежде

Астрономия вступает в золотой век открытий экзопланет.

Отредактировано 2023-25-06
Экзопланета KMT-2021-BLG-1898L b - газовый гигант похожий на Юпитер но вращающийся вокруг отдельной звезды ИллюстрацияАстрономы KMTNet идентифицировали экзопланету KMT-2021-BLG-1898L b в 2022 году. На рисунке художника газовый гигант изображен завершающим 3,8-летнюю орбиту вокруг своей звезды в далекой от нас Солнечной системе.

С 1995 года ученые обнаружили более 5 000 экзопланет - других миров за пределами нашей Солнечной системы. Но если в обнаружении больших планет исследователи космоса преуспели, то меньшие планеты ускользают от их обнаружения.

Однако новый метод астрономического обнаружения, известный как микролинзирование, начинает заполнять пробелы. Специалисты, входящие в состав Корейской сети телескопов микролинзирования (KMTNet), недавно использовали этот метод для обнаружения трех новых экзопланет размером с Юпитер и Сатурн. Об этих результатах они объявили 11 апреля в журнале Astronomy & Astrophysics.

Как работает микролинзирование?

Большинство экзопланет было найдено с помощью транзитного метода. Это когда ученые используют такие обсерватории, как космический телескоп "Кеплер" и космический телескоп "Джеймс Уэбб", чтобы увидеть провалы в количестве света, исходящего от звезды.

Между тем, гравитационное микролинзирование (обычно называемое просто микролинзированием) предполагает поиск увеличения яркости в глубоком космосе. Эти яркие вспышки происходят из-за того, что планета и ее звезда изгибают свет более отдаленной звезды, увеличивая его в соответствии с правилами относительности Эйнштейна. Возможно, вы слышали о гравитационном линзировании галактик, которое основано на той же физике, но в гораздо больших масштабах.

Новые открытия особенно уникальны, поскольку они были обнаружены в частичных данных, когда астрономы наблюдали только половину события.

"События микролинзирования подобны сверхновым, поскольку у нас есть только один шанс наблюдать их", - говорит Самсон Джонсон, астроном из Лаборатории реактивного движения НАСА, не участвовавший в исследовании.

Поскольку у астрономов есть только один шанс и они не всегда знают, когда произойдут события, они иногда пропускают части шоу. "Это похоже на приготовление торта, используя только половину рецепта", - добавляет Джонсон.

Названия трех новых планет имеют длинные, похожие на порядковые номера, строки из букв и цифр: KMT-2021-BLG-2010Lb, KMT-2022-BLG-0371Lb и KMT-2022-BLG-1013Lb. Каждый из этих миров вращается вокруг своей звезды. Они весят столько же, сколько Юпитер, Сатурн и немного меньше, чем Сатурн, соответственно.

Несмотря на то, что исследователи наблюдали только часть событий микролинзирования для каждой из этих планет, они смогли исключить другие сценарии, которые могли бы уверенно объяснить сигналы. Эта работа "действительно показывает, что даже при неполных данных мы можем узнать интересные вещи об этих планетах", - говорит Скотт Гауди, астроном из Университета штата Огайо, не принимавший участия в работе над статьей.

Поиск экзопланет продолжается

Микролинзирование "сильно дополняет" другие методы поиска экзопланет, говорит Дженнифер Йи, соавтор нового исследования и научный сотрудник Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института. Она может обнаружить планеты, на которые не способны нынешние технологии, включая миры размером с луну Юпитера Ганимед или даже с массой, в несколько раз превышающей массу луны Земли, по словам Гауди.

Сила микролинзирования в том, что "это демографическая машина, поэтому можно обнаружить множество планет", - говорит Гауди. Эта способность обнаруживать планеты всех размеров имеет решающее значение для астрономов, поскольку они завершают масштабную перепись экзопланет, чтобы определить наиболее распространенный тип планет и уникальность нашей собственной Солнечной системы.

Астрономы оттачивают свои навыки микролинзирования на новых открытиях экзопланет, таких как KTMNet, чтобы убедиться, что они знают, как работать с такими данными, прежде чем новые космические телескопы вступят в строй в ближайшие несколько лет. Например, микролинзирование станет важной частью запланированной миссии Римского космического телескопа, когда он будет запущен в середине десятилетия.

"С помощью Римана мы увеличим число известных нам планет на несколько тысяч, а может быть, и больше", - говорит Гауди. "Мы прошли путь от Кеплера как звезды шоу до TESS [спутник НАСА для исследования транзитных экзопланет] как звезды шоу... Для своего периода времени Роман [и микролинзирование] будет звездой шоу".