Gaia-4b, гігантська екзопланета, що обертається навколо маленької зірки, є першою планетою, підтвердженою за допомогою астрометричної техніки Gaia. Астрономи використовували NEID та інші спектрографи, щоб перевірити його існування, відокремлюючи справжні планети від оманливих подвійних зірок. Цей прорив прокладає шлях для майбутніх відкриттів у науці про екзопланети.
Gaia-4b: гігант серед екзопланет
Астрономи підтвердили існування екзопланети Gaia-4b, однієї з наймасивніших відомих планет, що обертаються навколо зірки малої маси. Це відкриття частково було зроблено за допомогою спектрографа NEID, який встановлено на 3,5-метровому телескопі WIYN у Національній обсерваторії Кітт-Пік Національного наукового фонду США. Gaia-4b також є першою планетою, виявленою космічним кораблем Gaia Європейського космічного агентства за допомогою астрометричної техніки.
NEID (римується зі словом «рідина») — це високоточний радіально-швидкісний спектрограф, призначений для вимірювання крихітних коливань найближчих зірок, викликаних гравітаційним тяжінням планет, що обертаються. Це коливання призводить до невеликих зрушень у положенні зірки, явище, відоме як ефект радіальної швидкості. Однією з головних цілей NEID є підтвердження екзопланет-кандидатів, ідентифікованих іншими місіями.
Фінансований НАСА та Програмою дослідження екзопланет NSF (NN-EXPLORE), NEID працює на 3,5-метровому телескопі WIYN у Національній обсерваторії Кітт-Пік, допомагаючи астрономам уточнювати їхні пошуки далеких світів.
Роль Геї в пошуку екзопланет
Однією з місій, яку NEID доповнює, є космічний корабель Gaia Європейського космічного агентства (ESA). Завдяки точному моніторингу положення та руху зірок у нашій галактиці Gaia революціонізує наше розуміння багатьох областей астрофізики. Очікується, що завдяки своїй винятковій точності Gaia зможе виявити тисячі екзопланет на орбіті навколо найближчих зірок.
На відміну від методу радіальної швидкості, який використовує NEID, Gaia використовує техніку, відому як астрометрія, щоб виявити рух зірки. Ця техніка передбачає вимірювання тонкого руху зірки, коли її тягне гравітація планети, що обертається, шляхом спостереження за тим, як зірка рухається порівняно з фоновими чи сусідніми зірками.
Просіювання кандидатів на планету Гея
Нещодавно в рамках останнього випуску даних Gaia був опублікований список зірок, які, здається, рухаються, ніби їх тягне екзопланета — список Gaia AStrometric Objects of Interest (Gaia-ASOI). «Однак рух цих зірок не обов’язково пов’язано з планетою», — сказав Гудмундур Стефанссон, доцент Амстердамського університету та провідний автор статті, опублікованої в The Astrophysical Journal. «Натомість «зірка» може бути парою зірок, розташованих надто близько одна до одної, щоб Гея могла розпізнати їх як окремі об’єкти. Крихітні зрушення в положенні, які, як видається, пов’язані з планетою, насправді можуть бути результатом майже ідеального скасування більших зсувів у положенні двох зірок».
Щоб відсіяти ці подвійні зірки та зібрати справжні планети, необхідно провести подальші спостереження за допомогою спектроскопії. Для цього команда використовувала спостереження від NEID і двох інших спектрографів: Habitable-zone Planet Finder (HPF) на 10-метровому телескопі Hobby Eberly в обсерваторії Макдональд в Техасі та спектрограф FIES на 2,6-метровому скандинавському оптичному телескопі в Ла-Пальма на Канарських островах.
За допомогою цих потужних інструментів команда провела подальші спостереження за 28 зоряними системами з планетами-кандидатами, визначеними Gaia. Вони виявили, що з 28 систем-кандидатів 21 була хибнопозитивною і насправді була подвійною зоряною системою — двома зірками, які обертаються навколо спільного центру мас. Вони також підтвердили, що одна система — це зірка, у якій знаходиться коричневий карлик [1] — об’єкт із масою між планетами та зірками — але одна — це зірка, у якій розташована гігантська планета.
Gaia-4b: масивний світ, що обертається навколо маленької зірки
Нещодавно відкрита екзопланета, названа Gaia-4b, має орбітальний період 570 днів і масу 12 мас Юпітера та обертається навколо зірки з масою 64% маси Сонця. Gaia-4b є не тільки першою планетою, коли-небудь виявленою Gaia за допомогою астрометричної техніки, чиє орбітальне рішення повністю та незалежно підтверджено, але це також одна з наймасивніших планет, які обертаються навколо зірки малої маси.
«Це хвилюючий час як для NEID, так і для Gaia», — каже Джаядев Раджагопал, науковець NSF NOIRLab і співавтор статті. «Gaia більш ніж виконує свою обіцянку виявляти планети-супутники зірок за допомогою високоточної астрометрії, і NEID демонструє, що її довгострокова точність радіальних швидкостей здатна виявляти планети з малою масою навколо цих зірок. З огляду на те, що планет-кандидатів з’явиться більше, оскільки дані приблизно за останній рік аналізуються, ця робота є провісником майбутнього, коли відкриття Gaia планет і коричневих карликів потрібно буде підтвердити або відхилити даними NEID».