Вскоре после начала работы миссии НАСА «Кеплер» в 2009 году космический телескоп обнаружил планету размером примерно в половину Сатурна в системе из нескольких звезд. KOI-5Ab был лишь вторым кандидатом на планету, который был обнаружен миссией, и, несмотря на то, что он был захватывающим в то время, в конечном итоге был отложен, поскольку Кеплер совершал все больше и больше открытий планет.
К концу эксплуатации космического корабля в 2018 году Кеплер обнаружил колоссальные 2394 экзопланеты или планеты, вращающиеся вокруг звезд за пределами нашего Солнца, и еще 2366 кандидатов на экзопланеты, которые все еще нуждаются в подтверждении.
«От KOI-5Ab отказались, потому что он был сложным, и у нас были тысячи кандидатов», - сказал Дэвид Чиарди, главный научный сотрудник Института науки об экзопланетах НАСА. «Были более легкие пикировки, чем KOI-5Ab, и мы каждый день узнавали что-то новое от Кеплера, так что о KOI-5 почти забыли».
Теперь, после долгой охоты, которая длилась много лет и использовалось множество телескопов, Чиарди сказал, что он «воскресил KOI-5Ab из мертвых». Благодаря новым наблюдениям, полученным в ходе второй миссии НАСА по поиску планет, спутника для исследования транзитных экзопланет (TESS) и ряда наземных телескопов, Чарди наконец смог распутать все свидетельства, окружающие KOI-5Ab, и доказать его существование. Есть несколько интригующих подробностей, над которыми стоит задуматься.
Скорее всего, это газовая гигантская планета, такая как Юпитер или Сатурн в нашей Солнечной системе, учитывая ее размер, KOI-5Ab необычен тем, что он вращается вокруг звезды в системе с двумя другими звездами-компаньонами, вращаясь в плоскости, которая не совмещена по крайней мере с одной. звезд. Такое расположение ставит под сомнение, как каждый член этой системы образовался из одних и тех же клубящихся облаков газа и пыли. Чарди, который находится в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, Калифорния, представил результаты на виртуальном собрании Американского астрономического общества.
«Мы не знаем многих планет, которые существуют в тройных звездных системах, а эта особенная, потому что ее орбита искажена», - сказал Чиарди. «У нас все еще есть много вопросов о том, как и когда планеты могут образовываться в системах из нескольких звезд и как их свойства сравниваются с планетами в системах из одной звезды. Изучая эту систему более подробно, возможно, мы сможем понять, как Вселенная создает планеты ».
Поиск следа
После его первоначального обнаружения Кеплером, Чиарди и другие исследователи нашли след на KOI-5Ab как часть тайника планет-кандидатов, за которыми они следили. Используя данные обсерватории WM Keck на Гавайях, Паломарской обсерватории Калифорнийского технологического института возле Сан-Диего и Gemini North на Гавайях, Чиарди и другие астрономы определили, что KOI-5b, по-видимому, вращается вокруг одной звезды в тройной звездной системе. Однако они все еще не могли определить, был ли сигнал планеты на самом деле ошибочным сбоем от одной из двух других звезд или, если планета была реальной, то какой из звезд она вращалась.
Затем, в 2018 году, появился TESS. Как и Кеплер, TESS ищет мерцание звездного света, которое появляется, когда планета пересекает или проходит мимо звезды. TESS наблюдал часть поля зрения Кеплера, включая систему KOI-5. Конечно, TESS также определил KOI-5Ab как планету-кандидат, хотя TESS называет его TOI-1241b. Как ранее наблюдал Кеплер, TESS обнаружил, что планета вращается вокруг своей звезды примерно каждые пять дней.
«Я подумал про себя:« Я помню эту цель », - сказал Чиарди, увидев данные TESS. «Но мы до сих пор не могли окончательно определить, была ли планета реальной или ошибка в данных пришла от другой звезды в системе - это могла быть четвертая звезда».
Подсказки в колебаниях
Затем он вернулся и повторно проанализировал все данные, а затем начал искать новые подсказки с помощью наземных телескопов. Обсерватория Кека, применяющая альтернативный метод к Кеплеру и TESS, часто используется для последующих поисков экзопланет путем измерения легкого колебания звезды, когда планета вращается вокруг нее и создает гравитационное притяжение. Чарди, объединившись с другими учеными через группу сотрудничества по экзопланетам под названием California Planet Search, искал любые колебания в данных Кека по системе KOI-5. Они смогли выявить колебание, производимое внутренней звездой-компаньоном, вращающейся вокруг главной звезды, от колебания видимой планеты, вращающейся вокруг главной звезды. В совокупности различные наборы данных с космических и наземных телескопов помогли подтвердить, что KOI-5Ab действительно является планетой, вращающейся вокруг главной звезды.
«Бинго - это было там! Если бы TESS не посмотрел на планету снова, я бы никогда не вернулся и не проделал бы всю эту детективную работу », - сказал он.« Но на самом деле потребовалось много исследований в данных, собранных с разных телескопов, чтобы наконец прибить вниз по этой планете.
KOI-5Ab вращается вокруг звезды A, у которой есть относительно близкий компаньон, звезда B. Звезды A и звезда B вращаются вокруг друг друга каждые 30 лет. Третья гравитационно связанная звезда, звезда C, обращается вокруг звезд A и B каждые 400 лет.
Искаженная орбита
Объединенный набор данных также показывает, что плоскость орбиты планеты не совпадает с плоскостью орбиты звезды B, второй внутренней звезды, как можно было бы ожидать, если бы все звезды и планета образовались из одного и того же диска закрученного вещества. Астрономы не уверены, что вызвало смещение KOI-5Ab, но полагают, что вторая звезда гравитационно ударила по планете во время ее развития, исказив ее орбиту и заставив ее мигрировать внутрь. Тройные звездные системы составляют около 10% всех звездных систем.
Это не первое свидетельство существования планет в двойных и тройных звездных системах. Один поразительный случай связан с тройной звездной системой GW Orionis, в которой диск, формирующий планеты, был разорван на отдельные, смещенные друг от друга кольца, в которых могут формироваться планеты. Тем не менее, несмотря на сотни открытий планет в системах с несколькими звездами, наблюдалось гораздо меньше планет, чем в системах с одной звездой. Это может быть связано с предвзятостью наблюдений (планеты с одной звездой легче обнаружить) или потому, что формирование планет на самом деле менее распространено в системах с несколькими звездами.
«Это исследование подчеркивает важность всего парка космических телескопов НАСА и их взаимодействия с наземными системами», - сказала Джесси Дотсон, научный сотрудник космического телескопа Кеплера в Исследовательском центре НАСА Эймса в Силиконовой долине Калифорнии. «Подобные открытия. может быть долгим путешествием ».
Новые и будущие инструменты, такие как Palomar Radial Velocity Instrument на 200-дюймовом телескопе Hale в Паломаре, инструмент NEID НАСА и Национального научного фонда в южной Аризоне, а также Keck Planet Finder откроют новые возможности для изучения экзопланет.
Источник: NASA
