Космический телескоп Хаббл определил 16 звезд, которые могут иметь внесолнечные планеты. Открытие было сделано с использованием метода транзита, когда планеты слегка затемняют свои родительские звезды, проходя впереди. Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы реально рассчитать массу транзитных планет.
Космический телескоп НАСА имени Хаббла обнаружил 16 кандидатов на внесолнечные планеты, вращающихся вокруг различных далеких звезд в центральной области нашей галактики Млечный Путь.
Бонана планеты была обнаружена во время съемки в Хаббле, которая называется «Стрелецкое окно, затмевающее поиски внесолнечной планеты» (SWEEPS). Хаббл смотрел дальше, чем когда-либо успешно искали внесолнечные планеты. Хаббл смотрел на 180 000 звезд в переполненном центральном выступе нашей галактики на расстоянии 26 000 световых лет. Это четверть диаметра спирального диска Млечного Пути. Результаты появятся в выпуске журнала «Природа» от 5 октября.
Это соответствует количеству планет, которые, как ожидается, будут обнаружены при таком отдаленном исследовании, на основе предыдущих обнаружений экзопланет, сделанных в нашем местном солнечном соседстве. Узкий вид Хаббла покрывал полосу неба, не превышающую угловых размеров, чем два процента площади полной луны. Данные Хаббла, экстраполированные на всю галактику, являются убедительным доказательством существования в Млечном Пути примерно 6 миллиардов планет размером с Юпитер.
Пять из недавно обнаруженных планет представляют собой новый экстремальный тип планет, которого нет ни в одном из ближайших поисков. Названные Планетами Ультра-Короткого Периода (USPPs), эти миры вращаются вокруг своих звезд менее чем за один день Земли.
«Открытие планет с очень короткими периодами стало большим сюрпризом», - сказал руководитель группы Кайлаш Саху из Научного института космического телескопа в Балтиморе. «Наше открытие также дает очень убедительные доказательства того, что планеты в изобилии находятся в других частях галактики, как и в нашем солнечном соседстве».
Хаббл не мог видеть непосредственно 16 недавно найденных кандидатов в планеты. Астрономы использовали усовершенствованную камеру для исследований Хаббла для поиска планет, измеряя небольшое затемнение звезды из-за прохода планеты перед ней, событие, называемое транзитом. Планета должна быть размером с Юпитер, чтобы блокировать достаточно звездного света, примерно от одного до 10 процентов, чтобы Хаббл мог измерить ее.
Планеты называются «кандидатами», потому что астрономы могут получить последующие измерения массы только для двух из них из-за расстояния и слабости этих систем. После исчерпывающего анализа команда исключила альтернативные объяснения, такие как пасущийся транзит звездного компаньона, который может имитировать предсказанную подпись истинной планеты. Открытие могло бы более чем удвоить число планет, за которыми следила техника транзита.
Кандидаты на планете имеют тенденцию вращаться вокруг звезд, более богатых элементами, более тяжелыми, чем водород и гелий, например углерод. Это поддерживает теории о том, что звезды, богатые тяжелыми элементами, имеют необходимые ингредиенты для формирования планет.
Кандидат в планеты с самым коротким орбитальным периодом, названный SWEEPS-10, за 10 часов облетает свою звезду. Расположенная всего в 740 000 миль от своей звезды, планета является одной из самых горячих когда-либо обнаруженных. Он имеет ориентировочную температуру около 3000 градусов по Фаренгейту.
«Эта планета, обнимающая звезды, должна быть как минимум в 1,6 раза больше массы Юпитера, иначе гравитационные мышцы звезды разорвут ее на части», - сказал член команды SWEEPS Марио Ливио. «Низкая температура звезды позволяет планете выжить так близко к звезде».
«Планеты сверхкороткого периода, по-видимому, встречаются преимущественно вокруг нормальных звезд красного карлика, которые меньше и холоднее нашего Солнца», - пояснил Саху. «Очевидное отсутствие USPPs вокруг подобных солнцу звезд в нашем местном районе указывает, что они могли испариться, когда они мигрировали слишком близко к более горячей звезде».
Существует альтернативная причина, по которой планеты, подобные Юпитеру, вокруг более холодных звезд могут мигрировать ближе к звезде, чем такие планеты вокруг более горячих звезд. Околозвездный диск из газа и пыли, из которого они образовались, проходит ближе к более холодной звезде. Со времени открытия первого «горячего Юпитера» вокруг другой звезды в 1995 году астрономы поняли, что этот необычный тип массивной планеты, должно быть, вращался близко к своей родительской звезде из более отдаленного места, где она должна была сформироваться. Внутренний край околозвездного диска останавливает миграцию.
Планетарные транзиты происходят только тогда, когда орбита планеты видна почти с ребра. Однако только около 10 процентов горячих Юпитеров имеют краевые орбиты, которые позволяют наблюдать планету, проходящую через звезду. Чтобы быть успешным, транзитные обследования должны просматривать большое количество звезд одновременно. Обзор прохождения SWEEPS охватил богатое поле звезд в окне Стрельца.
Термин «окно» подразумевает четкое представление о галактическом центре, но большая часть галактической плоскости затенена пылью. Хаббл наблюдал за 180 000 звезд за периодическим кратковременным затемнением в яркости звезды. Поле звезды наблюдалось в течение непрерывного семидневного периода с 23 по 29 февраля 2004 года. Чтобы гарантировать, что затемнение было вызвано объектом, вращающимся вокруг звезды, команда использовала Хаббл для обнаружения от двух до 15 последовательных транзитов для каждого из 16 кандидатов планеты.
Две звезды в поле достаточно яркие, чтобы команда SWEEPS могла сделать независимое подтверждение присутствия планеты путем спектроскопического измерения небольшого колебания в движении звезды из-за гравитационного притяжения невидимого спутника. Они использовали очень большой телескоп Европейской южной обсерватории, расположенный на горе Паранал в Чили, чтобы измерить легкое колебание звезды.
Один из кандидатов на планету имеет массу ниже предела обнаружения 3,8 массы Юпитера. Другой кандидат - 9,7 массы Юпитера, что ниже минимальной массы 13 масс Юпитера для коричневого карлика. Коричневый карлик - это объект, который формируется как звезда, но не обладает достаточной массой, чтобы сиять в результате ядерного синтеза.
Поскольку звезды настолько слабые, а поле зрения так плотно заполнено звездами, измерение легкого колебания в движении звезды с использованием спектроскопии для подтверждения большинства кандидатов на планете невозможно. Будущие телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Вебба НАСА, обеспечат необходимую чувствительность для подтверждения большинства кандидатов на планету.
Программа Hubble SWEEPS является важным доказательством концепции будущей миссии НАСА «Кеплер», запуск которой запланирован на 2007 год. Обсерватория Кеплера будет постоянно следить за районом галактики Млечный путь, чтобы обнаруживать транзитные планеты вокруг в основном далеких звезд. Кеплер будет достаточно чувствителен, чтобы обнаружить, возможно, сотни кандидатов в планеты размером с Землю в или около обитаемой зоны, на расстоянии от звезды, где жидкая вода может реально существовать на поверхности планеты.
Космический телескоп Хаббл - это проект международного сотрудничества между НАСА и Европейским космическим агентством. Научный институт космического телескопа проводит научные исследования Хаббла. Институт управляется для НАСА Ассоциацией университетов по исследованию астрономии, Inc., Вашингтон.
Первоисточник: Пресс-релиз Хаббла
