К сожалению, астрономы только что "потеряли" три экзопланеты

Согласно новому анализу с использованием пересмотренных характеристик, объекты Kepler-854b, Kepler-840b и Kepler-699b кажутся слишком большими, чтобы быть экзопланетами. Это означает, что они должны быть звездами. Четвертый объект, Kepler-747b, является пограничным случаем, для решения которого может потребоваться больше информации.

Эта находка лишь немного отдаляет нас от рубежа в 5000 подтвержденных экзопланет, который на момент написания статьи находится в манящей досягаемости; но это также означает, что мы можем быть более уверенными в наших диагнозах экзопланет в будущем.

"В целом, это исследование делает текущий список планет более полным", - говорит астрофизик Ави Шпорер из Института астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института.

"Люди полагаются на этот список для изучения популяции планет в целом. Если вы используете выборку, в которой есть несколько интерполяторов, ваши результаты могут быть неточными. Поэтому важно, чтобы список планет не был загрязнен".

Границы между массами планет и звезд могут быть немного размытыми, с некоторым перекрытием между ними, но есть пределы. Ниже определенного предела объекты становятся слишком маленькими, чтобы создать давление и температуру в ядре, необходимые для синтеза водорода, который питает звезду. При превышении определенного предела объект должен быть звездой.

"Большинство экзопланет имеют размер Юпитера или гораздо меньше", - объясняет астроном Праджвал Нираула из Массачусетского технологического института, возглавлявший исследование. "Дважды [размер] Юпитера уже подозрителен. Больший размер не может быть планетой".

Телескоп для поиска планет "Кеплер", который закрыл свои глаза на звезды в октябре 2018 года, искал экзопланеты с помощью транзитов. Это когда экзопланета проходит между нами и звездой-хозяином, вызывая регулярные слабые провалы в звездном свете. Это создает "транзитную кривую" в свете звезды, которая позволяет ученым сделать вывод о размере экзопланеты.

По мере совершенствования приборов и методов ученые начали использовать для изучения экзопланет так называемую фазовую кривую. Она включает в себя свет от звезды, который экзопланета отражает при движении по орбите, что дает больше информации об орбитальном теле.

Первоначально Нираула с командой изучали фазовые кривые в поисках экзопланет, которые были растянуты в форму футбольного мяча в результате гравитационного взаимодействия со звездой-хозяином. Эта деформация может дать подсказки о том, насколько массивны объекты, и может быть использована для определения того, состоит ли система двух тел из звезды и экзопланеты или звезды и меньшей звезды.

Kepler-854b был первым намеком на то, что что-то может быть не так.

"Внезапно у нас появилась система, в которой мы увидели огромный эллипсоидный сигнал, и мы сразу поняли, что это не может быть от планеты", - говорит Шпорер. Затем мы подумали: "Что-то здесь не сходится".

Глубина сигнала транзитной кривой связана с соотношением размеров экзопланеты и звезды-хозяина. Если вы знаете размер звезды - что не всегда легко выяснить, поскольку это связано с расстояниями, а их трудно определить в космосе, - вы можете сделать вывод о размере экзопланеты.

Проект под названием Gaia меняет наше представление о Млечном Пути. Используя звездный параллакс, Gaia с высочайшей точностью отображает точное положение и движение звезд Млечного Пути в трехмерном пространстве. В 2016 году, когда была открыта Kepler-854b, данные Gaia для ее звезды-хозяина не были доступны.

Однако теперь они есть; когда Нираула с коллегами пересмотрели свойства экзопланеты с помощью обновленных данных Gaia, они обнаружили, что экзопланета гораздо больше, чем предполагалось ранее, примерно в 3 раза больше Юпитера. Они также вычислили ее массу - примерно в 239 раз больше массы Юпитера; верхний предел массы планеты составляет около 10 юпитеров.

"Вселенная никак не может создать планету такого размера", - сказал Шпорер. "Ее просто не существует".

Зная, что крошечные звезды могут скрываться в базе данных примерно 2 000 экзопланет "Кеплера", исследователи отправились на поиски и нашли еще больше. Kepler-840b оказалась в 2,5 раза больше Юпитера, а Kepler-699b - в 2,76 раза больше Юпитера. Kepler-747b был пограничным случаем - в 1,84 раза больше Юпитера. (Помните, что размер, превышающий размер Юпитера более чем в два раза, вызывает подозрения).

Теперь, когда проблема выявлена, маловероятно, что существует еще много крошечных звезд, маскирующихся под подтвержденные экзопланеты, говорит команда. Имея в своем распоряжении множество данных Gaia и осознавая проблему, мы можем быть более уверены в том, что экзопланеты - это экзопланеты.

"Это крошечная поправка", - говорит Шпорер. "Она исходит из лучшего понимания звезд, которое все время улучшается. Поэтому вероятность того, что радиус звезды окажется настолько неправильным, гораздо меньше. Такие ошибки в классификации не будут повторяться многократно".

Исследование было опубликовано в журнале The Astronomical Journal.