Самая удаленная экзопланета, обнаруженная Кеплером, оказалась... удивительно знакомой

Экзопланета, находящаяся на расстоянии 17 000 световых лет от Земли, была обнаружена в данных, собранных ныне почившим космическим телескопом "Кеплер".

Это самый далекий мир, когда-либо обнаруженный обсерваторией, охотящейся за планетами, в два раза больше, чем предыдущий рекорд. Примечательно, что экзопланета является почти точным двойником Юпитера - она имеет схожую массу и вращается по орбите на расстоянии, почти равном расстоянию Юпитера от Солнца.

Названная K2-2016-BLG-0005Lb, она представляет собой первую экзопланету, подтвержденную в результате анализа данных 2016 года, в ходе которого было обнаружено 27 возможных объектов с помощью метода гравитационного микролинзирования, а не основного метода обнаружения "Кеплера". Информация об открытии была представлена в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и доступна на сервере препринтов arXiv.

"Кеплер" не был рассчитан на поиск планет с помощью микролинзирования, поэтому во многих отношениях удивительно, что ему это удалось", - сказал астроном Имонн Керинс из Манчестерского университета.

Космический аппарат "Кеплер" сыграл огромную роль в открытии области астрономии экзопланет. Он был запущен в 2009 году и провел почти 10 лет в поисках планет за пределами Солнечной системы, или экзопланет. За это время его наблюдения выявили более 3 000 подтвержденных экзопланет и еще 3 000 кандидатов.

Его техника гениально и обманчиво проста. Кеплер смотрел на поля звезд, оптимизированные для обнаружения слабых, регулярных провалов в звездном свете, которые указывают на то, что экзопланета находится на орбите вокруг звезды. Это называется транзитным методом, и он хорош для поиска крупных близлежащих экзопланет, вращающихся вокруг своих звезд.

Микролинзирование немного сложнее, оно использует причуду гравитации и случайное выравнивание. Масса тела, например, планеты, создает гравитационное искривление пространства-времени вокруг нее. Если эта планета проходит перед звездой, то искривленное пространство-время действует как увеличительное стекло, которое очень слабо и ненадолго заставляет свет звезды становиться ярче.

Гравитационное микролинзирование очень хорошо подходит для поиска экзопланет на большом расстоянии от Земли, вращающихся вокруг своих звезд на довольно больших расстояниях, вплоть до очень малых планетных масс. Самая удаленная галактическая экзопланета, обнаруженная на сегодняшний день, была найдена с помощью микролинзирования - это мир с массой Земли на расстоянии 25 000 световых лет.

Поскольку "Кеплер" оптимизирован для обнаружения изменений в звездном свете, группа исследователей во главе с Манчестерским университетом недавно решила просмотреть данные "Кеплера" на предмет событий микролинзирования за период наблюдений в течение нескольких месяцев в 2016 году. Они выявили 27 событий, пять из которых были совершенно новыми, еще не обнаруженными в данных наземных телескопов.

"Чтобы увидеть эффект вообще, требуется почти идеальное выравнивание между планетной системой переднего плана и фоновой звездой", - пояснил Керинс.

"Вероятность того, что планета окажет такое влияние на фоновую звезду, составляет от десятков до сотен миллионов к одному против. Но в центре нашей галактики сотни миллионов звезд. Поэтому "Кеплер" просто сидел и наблюдал за ними в течение трех месяцев".

Одно из пяти событий было K2-2016-BLG-0005Lb, и оно выглядело многообещающим для экзопланеты, вращающейся вокруг звезды. Чтобы подтвердить свой сигнал, команда обратилась к данным пяти наземных исследований, которые наблюдали тот же участок неба в то время, что и "Кеплер".

Они обнаружили, что "Кеплер" наблюдал сигнал немного раньше и немного дольше, чем пять наземных наблюдений. Этот объединенный набор данных позволил команде определить, что экзопланета имеет массу примерно в 1,1 раза больше массы Юпитера и вращается вокруг своей звезды на расстоянии 4,4 астрономических единиц. Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 5,2 астрономических единицы.

Разница в точке обзора между "Кеплером" и наблюдателями на Земле позволила нам триангулировать, где на нашей линии визирования находится планетная система", - сказал Керинс.

"Кеплер" также мог вести наблюдения без помех из-за погоды или дневного света, что позволило нам точно определить массу экзопланеты и ее орбитальное расстояние от звезды-хозяина. По сути, это идентичный близнец Юпитера по своей массе и удаленности от Солнца, масса которого составляет около 60 процентов массы нашего Солнца".

Хотя в настоящее время у нас нет больше данных об этой системе, это открытие имеет значение для наших поисков внеземной жизни. Есть основания полагать, что Юпитер мог сыграть важную роль в условиях, которые позволили Земле возникнуть и процветать на Земле; поиск аналогов Юпитера на орбитах далеких звезд может стать способом выявления этих условий.

Тот факт, что "Кеплер", инструмент, не предназначенный для микролинзирования, смог сделать такое обнаружение, является хорошим предзнаменованием для будущих инструментов, которые будут предназначены для микролинзирования. Космический телескоп НАСА имени Нэнси Грейс Роман, запуск которого запланирован на ближайшие пять лет, будет искать события микролинзирования, как и "Евклид" ЕКА, запуск которого запланирован на следующий год.

Эти обнаружения могут произвести революцию в нашем понимании экзопланет.

"Мы узнаем, насколько типична архитектура нашей собственной Солнечной системы", - сказал Керинс. Полученные данные также позволят нам проверить наши представления о том, как формируются планеты". Это начало новой захватывающей главы в наших поисках других миров".

Результаты исследования были представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.