By 
Астрономи з Університету Миколи Коперника в Торуні відкрили нову планету в сузір’ї Великої Ведмедиці. Він має масу в 11 разів більшу за Юпітер, обертається навколо своєї зірки за 14 років і має температуру не вище мінус 100 градусів за Цельсієм. Вчені описали космічну знахідку в журналі Astronomy&Astrophysics.
Непомітна зірка з масивною планетою
Астрономи мають справу з надзвичайно масивною екзопланетою, яка в 11 разів перевищує масу Юпітера, найбільшої планети нашої Сонячної системи. Він обертається навколо своєї батьківської зірки за 14 років і знаходиться на відстані шести астрономічних одиниць від неї.
«Ми не можемо побачити планету, але ми можемо помітити зірку, навколо якої вона обертається, за допомогою маленького телескопа розміром всього 10 см. Фізичні параметри зірки подібні до сонячних. Дані показують, що вона на 20 відсотків масивніша. і вдвічі більше, ніж Сонце, воно вже завершило етап еволюції, на якому зараз знаходиться Сонце, тому ми можемо оцінити, що це також вік усієї планетарної системи «, — пояснює доктор Хабіл.
Грац’ян Мацеєвський, професор NCU, керівник дослідницької групи з Інституту астрономії NCU, каже: «Він розташований на північній стороні неба в сузір’ї Великої Ведмедиці та має позначення HD 118203, оскільки вперше був занесений до списку Зоряний каталог Генрі Дрейпера під цим номером, який використовувався для проведення спостережень для цього каталогу, зараз знаходиться в нашій обсерваторії поблизу Торуня.
Телескоп Дрейпера
Телескоп Draper є одним із перших у світі астрографів або фотографічних реєстраторів явищ небесної сфери. Він був побудований у 1891 році як «меморіал» передчасно померлому американському фізику-спектроскопіку Генрі Дрейперу, разом з яким його дружина Анна Марія підтримувала амбітну програму Гарвардської обсерваторії під керівництвом Едварда К. Пікерінга з розробки каталогу фотографічних і фотовізуальних яскравостей зірки та їх спектральна класифікація.
Понад 60 000 фотометричних і спектральних зображень неба було зроблено за допомогою цього телескопа в Кембриджі, і це настільки сприяло наміру Пікерінга, що складений інвентар, який містить майже чверть мільйона зірок, був названий каталогом Генрі Дрейпера. Позначення зірок «HD» використовуються й сьогодні, і вони знайомі всім астрономам у всьому світі.
Як астрограф Дрейпера опинився в Півніці? Восени 1947 року почалося будівництво першого обсерваторського павільйону Астрономічної обсерваторії НКУ з обертовим куполом діаметром п’ять метрів. Через два роки астрограф, надісланий з Кембриджа, стояв там і після необхідних пристосувань почав регулярну спостережну роботу. Сьогодні ця унікальна у світі цікава пам’ятка стала привабливою для відвідувачів Інституту астрономії НКУ в Північному.
Терпіння окупається
Майже 20 років астрономи знали, що зірка HD 118203 обертається навколо досить масивної планети. У 2006 році було виявлено першого газового гіганта з масою, що дорівнює двом масам Юпітера, який обертається навколо зірки по вузькій орбіті всього за шість днів.
«Однак доплерівські спостереження показали, що це ще не кінець історії, що там може бути ще одна планета. Тому ми негайно включили цю систему в наші програми спостереження», — говорить професор Анджей Нєдзельскі, співавтор дослідження. відкриття.
«Спочатку в рамках програми дослідження екзопланет Торунь-Пенсильванія, яка проводилася у співпраці з професором Олександром Вольщаном, ми відстежували об’єкт за допомогою одного з найбільших оптичних інструментів на Землі, дев’ятиметрового телескопа Хоббі-Еберлі в Техасі».
Результати були настільки багатообіцяючими, що торуняни разом із співробітниками з Іспанії продовжили спостереження за зіркою на Канарських островах, використовуючи італійський телескоп Galileo. Ця обсерваторія була оснащена найкращим обладнанням для відкриття планет.
«Однак вісім років досліджень не дали відповіді на те, який це тип об’єкта», – додає професор Нєдзельскі.
Ще сім років знадобилося астрономам у Торуні, щоб отримати незаперечні докази того, що вони мають справу з планетою.
«Терпіння окупається», — каже професор Мацеєвський. «Нові спостереження, зібрані в березні 2023 року, виявилися вирішальними у визначенні параметрів орбіти планети. Крім того, оскільки планеті потрібно кілька років, щоб обертатися навколо своєї зірки, ми змогли поєднати наші доплерівські спостереження з доступними астрометричними вимірюваннями, щоб однозначно визначити її масу. Це дозволив нам побудувати повну модель цієї планетарної системи та вивчити її динамічну поведінку».
Однак перед цим потрібно було переконатися, що в системі більше немає планет. За це завдання взялася Юлія Серзпутовська, студентка астрономії.
«Я проаналізував фотометричні спостереження, отримані за допомогою космічного телескопа Transiting Exoplanet Survey Satellite, показавши, що навколо HD 118203 немає інших планет, більших, ніж у два рази більше Землі, і, отже, недостатньо масивних, щоб мати значення для вивчення динаміки системи», – каже Юлія Серзпутовська.
Планетарний тандем
Виявилося, що астрономи відкрили ієрархічну планетну систему.
«Це особлива конфігурація, в якій одна планета утворює тісну пару зі своєю зіркою, а друга планета обертається навколо пари на орбіті, досить широкій, щоб, так би мовити, утворити ще одну пару з першою», — пояснює професор Кшиштоф Ґодзьєвський. , який провів детальні чисельні дослідження динаміки системи.
Обидві планети масивні й обертаються по досить витягнутим орбітам. Незважаючи на це, їх взаємний гравітаційний вплив не дестабілізує систему в масштабі мільйонів років.
«Ми показали, що це пов’язано з ефектами, які випливають із загальної теорії відносності. Якби не було цих ефектів, планети поводилися б як нервові пружини, постійно змінюючи форму своїх орбіт і орієнтацію в просторі», – додає проф. Goździewski.
Космічні відповіді
Астрономи визнають, що знання про формування та еволюцію планетних систем все ще приховують багато фундаментальних невідомих. Ієрархічні системи, такі як HD 118203, яких відомо лише десяток, дозволяють досліджувати гіпотези формування масивних планет.
«Цікаве питання про шляхи розвитку таких планетних конфігурацій», — каже професор Мацеєвський. «Хоча з нашої точки зору — мешканці Сонячної системи — вони досить «екзотичні», вивчення систем із масивними газоподібними планетами здається важливим, щоб ми могли пізнати наш найближчий, «астрономічний задвірок»».
«Наша робота не закінчується. Ми все ще проводимо спостереження та аналізуємо дані — є шанси на подальші планетарні відкриття», — каже професор Нідзельскі. «Приємно, що нам вдається залучити до цього цікавого та важливого дослідження студентів і докторантів».
Comments