VLBA обнаружил планету, вращающуюся вокруг маленькой звезды

Это первое открытие внесолнечной планеты с помощью радиотелескопа, использующего технику, которая требует чрезвычайно точных измерений положения звезды на небе.

Техника давно известна, но трудна в использовании. Она включает в себя отслеживание фактического движения звезды в космосе, а затем обнаружение незначительного «колебания» в этом движении, вызванного гравитационным эффектом планеты. Звезда и планета вращаются вокруг места, которое представляет центр масс для обоих. Планета открывается косвенно, если это место, называемое барицентром, находится достаточно далеко от центра звезды, чтобы вызвать колебание, обнаруживаемое телескопом.

Ожидается, что этот астрометрический метод будет особенно хорош для обнаружения планет, подобных Юпитеру, на удаленных от звезды орбитах. Это происходит из-за того, что при вращении массивной планеты вокруг звезды, создаваемое ею колебание увеличивается с увеличением расстояния между планетой и звездой, и на заданном расстоянии от звезды, чем массивнее планета, тем больше возникает колебание.

Начиная с июня 2018 года и продолжая в течение полутора лет, астрономы отследили звезду по имени TVLM 513-46546 - карлика с массой менее одной десятой солнечной. Кроме того, они использовали данные из девяти предыдущих наблюдений VLBA звезды за период с марта 2010 года по август 2011 года.

Обширный анализ данных за эти периоды выявил явное колебание в движении звезды, указывающее на присутствие планеты, сопоставимой по массе с Сатурном, вращающейся вокруг звезды один раз каждые 221 день. Эта планета ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу.

Такие маленькие прохладные звезды, как TVLM 513-46546, являются самым многочисленным звездным типом в нашей галактике Млечный Путь, и было обнаружено, что у многих из них есть небольшие планеты, сравнимые с Землей и Марсом.

«Гигантские планеты, такие как Юпитер и Сатурн будут редко встречаться вокруг таких маленьких звезд, как эта, и астрометрическая техника лучше всего находит планеты, подобные Юпитеру, на широких орбитах, поэтому мы были удивлены, обнаружив небольшую массу планеты на относительно компактной орбите. Мы ожидали найти более массивную планету на более широкой орбите», - сказал Сальвадор Куриэль из Национального автономного университета Мексики.

Было обнаружено более 4200 планет, вращающихся вокруг звезд, отличных от Солнца, но планета вокруг TVLM 513-46546 - только вторая найденная с использованием астрометрической техники. Другой очень успешный метод, метод Доплера, также основан на гравитационном воздействии планеты на звезду. Эта техника обнаруживает небольшое ускорение звезды к Земле или от Земли, вызванное движением звезды вокруг барицентра.

«Наш метод дополняет метод Доплера, который более чувствителен к планетам, вращающимся на близких орбитах, в то время как наш метод более чувствителен к массивным планетам на орбитах, более удаленных от звезды», - сказала Гизела Ортис-Леон из Института радиоастрономии Макса Планка в Германия. «Эти другие методы обнаружили только несколько планет с такими характеристиками, как масса планеты, размер орбиты и масса звезды-хозяйки, аналогично планете, которую мы обнаружили. Мы считаем, что VLBA и техника астрометрии в целом могут выявить больше похожих планет».

Третий метод – транзита - также очень успешный. Он обнаруживает небольшое затемнение света звезды, когда планета проходит перед ней.

«VLBA с антеннами, разнесенными на 5000 миль, предоставил нам большую разрешающую способность и чрезвычайно высокую точность, необходимые для этого открытия», - сказала Эми Миодушевски из Национальной радиоастрономической обсерватории. «Кроме того, улучшения, которые были сделаны для чувствительности VLBA, дали нам качество данных, которое позволило выполнить эту работу», - добавила она.

Ученые сообщили о своих выводах в Astronomical Journal.