Астрономи, які вивчають подвійні зорі, знайшли докази тому, що землеподібних планет може бути набагато більше, ніж досі вважали науковці.
У процесі виконання деяких програм з пошуку екзопланет дослідники можуть не знаходити майже половину планет розміром із Землю. Нові висновки групи науковців, яка використовує міжнародну обсерваторію Gemini («Близнюки») та 3,5-метровий телескоп WIYN в Національній обсерваторії Кітт Пік, дають змогу припустити, що планети розміром із Землю можуть ховатися у подвійних зоряних системах, затьмарені відблиском метеринської зорі. Оскільки приблизно половина всіх відомих зір належить до подвійних систем, це означає, що астрономи не знаходять багато екзопланет розміром із Землю.
Астрономи з Дослідницького центру NASA імені Еймса (NASA Ames Research Center) виконали дослідження з метою визначити, чи багато зір, біля яких місія NASAз пошуку екзопланет TESS [1], виявила планети, насправді є зоряними парами (їх в астрономії називають подвійними зорями). Дослідивши подвійні зорі, науковці дійшли висновку, що планети розміром із Землю у багатьох таких системах можуть бути непоміченими у процесі їх пошуку методом транзиту. Місія TESS використовує саме цей метод, тобто веде пошук змін світла від кожної окремої зорі, коли планета проходить перед нею [2]. Світло від другого компонента системи ускладнює виявлення таких змін, коли перед диском зорі проходить екзопланета.
Наукова група почала з того, що спробувала визначити, чи деякі материнські зорі екзопланет, виявлені за допомогою космічного зонда TESS, насправді є невідомими подвійними зорями. Фізичні пари зір, які містяться близько одна від одної, можна сприйняти за одиночні зорі. Розрізнити їх вдається тільки тоді, коли є можливість спостерігати такі зорі за допомогою телескопа з дуже високою роздільною здатністю. Тож науковці використали для спостережень обидва телескопи «Близнюки», щоб ретельно оглянути зорі з екзопланетами. Застосувавши метод, який називається спекл-візуалізація [3], астрономи вирішили з’ясувати, чи зможуть вони помітити невідкриті раніше компоненти у подвійних зоряних системах.
За допомогою приймачів `Alopeke та Zorro, що встановлені на телескопах «Близнюки-Південь» та «Близнюки-Північ» в Чилі й на Гаваях [4], наукова група спостерігала сотні сусідніх зір біля яких TESS виявив екзопланети. З’ясувалося, що 73 з цих зір є справді подвійними зоряними системами, які мали вигляд одиничних точок світла, поки їх не стали спостерігати «Близнюки» за більш високої роздільної здатності. «За допомогою 8,1-метрових телескопів обсерваторії Gemini ми отримали зображення зір з дуже високою роздільною здатністю і виявили у них окремі компоненти на дуже малих відстанях», — сказала Кеті Лестер (Katie Lester) з Дослідницького центру імені Еймса, яка керувала цією роботою.
Група Лестер також вивчила додаткові 18 подвійних зір, які раніше TESS визначив як зорі з екзопланетами, за допомогою приймачів NN-EXPLORE Exoplanet і Stellar Speckle Imager (NESSI), що встановлені на 3,5-метровому телескопі WIYN в Національній обсерваторії Кітт Пік. Цей спостережний комплекс виконує програму NOIRLab Національного наукового фонду.
Після ідентифікації подвійних зір, науковці порівняли розміри екзопланет, виявлених у подвійних зоряних системах, із розмірами цих об’єктів, виявлених біля одиничних зір. Вони зрозуміли: космічний зонд TESS знайшов як великі, так і малі екзопланети, що обертаються навколо одиничних зір, але лише великі планети у подвійних зоряних системах.
Ці результати вказують на те, що планети розміром із Землю можуть ховатися у подвійних зоряних системах і їх допоки неможливо виявити за допомогою транзитного методу, що застосовується мвсією TESS та багатьма іншими телескопами для полювання на екзопланети. Деякі науковці висловлювали припущення, що метод транзитів може «давати збій», тобто не виявляти невеликі планети у подвійних системах. Нове дослідження надає спостережну підтримку цим припущенням та показує, екзопланети яких розмірів не вдається виявляти [5].
Отже, астрономам треба використовувати різноманітні методи спостережень, перш ніж зробити висновок про те, що у певній подвійній зоряній системі немає екзопланет, схожих на Землю. «Астрономи мусять знати, зоря є одиночною, чи подвійною, перш ніж вони дійдуть висновку, що в цій системі немає планет малих розмірів», — пояснила Лестер. «Якщо вона одиночна, то можна сказати, що не існує маленьких планет. Але якщо материнська зоря екзопланет належить до подвійної системи, то ви не знаєте, чи прихована маленька планета зорею-супутником чи її взагалі немає. Вам потрібно більше спостережень із застосуванням інших методів, щоб це зрозуміти».
В рамках свого дослідження Лестер та її колеги також проаналізували відстань між зорями у подвійних системах, де TESS виявив великі планети. Науковці з’ясували: відстань між компонентами подвійних систем з екзопланетами є, зазвичай, більшою, ніж у подвійних зір, про які не відомо, що вони мають планети [6]. Це може вказувати на те, що планети не утворюються навколо зір, які мають зорю-супутника на близькій відстані.
Примітки
[1] TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) — космічний апарат для пошукуекзопланетметодомтранзиту, місія NASA, призначенадляпошукупланет, щообертаютьсянавколоіншихзірпідчасобстеженняблизько 75% всьогонічногонеба. Місія, що стартувала у 2018 році, виявила понад 3500 кандидатів в екзопланети, з яких підтверджено понад 130. Зонд шукає екзопланети, спостерігаючи за їхніми материнськими зорями; транзит екзопланети (проходження перед диском зорі — Ред.) спричиняє незначне, але помітне зменшення яскравості зорі, бо планета блокує якусь частину її світла.
[2] Метод транзиту — один із способів відкриття екзопланет. Він передбачає пошук регулярних коливань світла від зорі, що можуть бути спричинені планетою, яка проходить перед зорею і закриває частину її світла.
[3] Спекл-візуалізація — це астрономічний метод, що дає змогу суттєво зменшити ефект розмиття зображення небесного об’єкта, спричиненого впливом атмосфери Землі. Найвідоміший прояв цього ефекта — мерехтіння зір на нічному небі. Суть методу полягає в тому, що отримують велику кількість короткотивалих спостережень, які потім зводять до одного.
[4] `Alopeke & Zorro — це однакові прилади візуалізації, постійно встановлені на «Джеміні-Північ» та «Джеміні-Південь». Їхні назви означають «лисиця» відповідно на гавайській та іспанській мовах, що відображає місцезнаходження цих приладів на Мауна-Кеа на Гаваях та на Серро-Пачон в Чилі.
[5] Команда виявила, що планети, розміри яких вдвічі менші за Землю або менше, не можуть бути виявлені за допомогою транзитного методу під час спостереження за бінарними системами.
[6] Група Лестер з’ясувала, що виявлені ними подвійні зорі біля яких є екзопланети, лежать в середньому на відстані близько 100 астрономічних одиниць. (Астрономічна одиниця — це середня відстань між Сонцем і Землею.) Компоненти подвійних зір, про які не відомо, чи мають вони планети, зазвичай лежать на відстані приблизно 40 астрономічних одиниць.
За інф. з сайту https://noirlab.edu підготував Іван Крячко
