Кредит за изображение: ESO
Европейски екип от астрономи [1] обявява откриването и проучването на две нови слънчеви планети (екзопланети). Те принадлежат към обектите на OGLE транзитен кандидат и могат да бъдат характеризирани подробно. Това умножава броя на екзопланетите, открити чрез транзитния метод; вече са известни три такива обекта.
Наблюденията бяха извършени през март 2004 г. с много-влакнестия спектрограф FLAMES на 8,2-метровия телескоп VLT Kueyen в обсерваторията ESO Paranal (Чили). Те позволиха на астрономите да измерват точни радиални скорости за четиридесет и една звезди, за които временно „потапяне“ на яркостта беше открито от проучването OGLE. Този ефект може да е подписът на транзита пред звездата на орбитална планета, но може да бъде причинен и от малък звезден спътник.
За две от звездите (OGLE-TR-113 и OGLE-TR-132) измерените промени в скоростта разкриват наличието на спътници на планетарно-маса в изключително къси периоди.
Този резултат потвърждава съществуването на нов клас гигантски планети, обозначен като "много горещи юпитери" поради техния размер и много висока повърхностна температура. Те са изключително близки до своите звезди-домакини, орбитирайки ги за по-малко от 2 (земни) дни.
Методът на транзит за откриване на екзопланети ще бъде „демонстриран“ за широката общественост на 8 юни 2004 г., когато планетата Венера минава пред слънчевия диск, вж. програмата VT-2004.
Откриване на други светове
През изминалото десетилетие астрономите научиха, че нашата Слънчева система не е уникална, тъй като повече от 120 гигантски планети, орбитиращи други звезди, бяха открити чрез проучвания с радиална скорост (вж. ESO PR 13/00, ESO PR 07/01 и ESO PR 03/03).
Техниката на радиална скорост обаче не е единственият инструмент за откриване на екзопланети. Когато една планета премине пред нейната родителска звезда (както се вижда от Земята), тя блокира малка част от светлината на звездата от нашия поглед. Колкото по-голяма е планетата спрямо звездата, толкова по-голяма е частта от светлината, която е блокирана.
Точно същия ефект е, когато Венера преминава през слънчевия диск на 8 юни 2004 г., вж. ESO PR 03/04 и уебсайтът на програмата VT-2004. В миналите векове подобни събития са били използвани за оценка на разстоянието Слънце-Земя, с изключително полезни последици за астрофизиката и небесната механика.
В наши дни планетарните транзити придобиват все по-голямо значение. Няколко проучвания се опитват да намерят слабите подписи на други светове с помощта на звездни фотометрични измервания, търсейки периодичното затъмняване на звезда, докато планетата преминава пред диска.
Едно от тях, проучването OGLE, първоначално е разработено за откриване на събития на микроелементиране чрез наблюдение на яркостта на много голям брой звезди на редовни интервали. За последните четири години тя включва и търсене на периодични плитки „затапвания“ на яркостта на звездите, причинени от редовното преминаване на малки орбитни обекти (малки звезди, кафяви джуджета или планети с размер на Юпитер). Оттогава екипът на OGLE обяви 137 „планетни транзитни кандидати“ от проучването си за около 155 000 звезди в две полета на южното небе, едното в посока Галактическия център, другото в съзвездието Карина.
Разрешаване на естеството на OGLE транзитите
Кандидатите за транзит на OGLE бяха открити от наличието на периодично намаляване на яркостта от наблюдаваните звезди с няколко процента. Радиусът на планетата с размер на Юпитер е около 10 пъти по-малък от този на звезда от слънчев тип [2], т.е. тя покрива около 1/100 от повърхността на тази звезда и по този начин тя блокира около 1% от звездната светлина по време на транзитът.
Самото присъствие на транзитно събитие обаче не разкрива естеството на транзитното тяло. Това е така, защото звезда с ниска маса или кафяво джудже, както и променливата яркост на бинарна система за затъмняване на фона, гледана в същата посока, могат да доведат до промени в яркостта, които симулират тези, произведени от орбитална гигантска планета.
Въпреки това, естеството на преминаващия обект може да се установи чрез наблюдения на радиална скорост на родителската звезда. Размерът на колебанията на скоростта (амплитудата) е пряко свързан с масата на придружаващия обект и следователно позволява да се направи разлика между звезди и планети като причина за наблюдаваната яркост „потапяне“.
По този начин фотометричните транзитни търсения и измерванията на радиалната скорост се комбинират, за да се превърнат в много мощна техника за откриване на нови екзопланети. Нещо повече, той е особено полезен за изясняване на техните характеристики. Докато откриването на планета по метода на радиалната скорост дава само по-ниска оценка на нейната маса, измерването на транзита дава възможност да се определи точната маса, радиус и плътност на планетата.
Последващите наблюдения на радиална скорост на 137 OGLE транзитни кандидати не са лесна задача, тъй като звездите са сравнително бледи (зрителни величини около 16). Това може да стане само с помощта на телескоп в клас 8-10 м със спектрограф с висока разделителна способност.
Характерът на двете нови екзопланети
Европейски екип от астрономи [1] използва 8,2-метровия телескоп VLT Kueyen. През март 2004 г. те последваха 41 OGLE „топ транзитни кандидат-звезди“ през 8 полунощи. Те се възползваха от мултиплексния капацитет на съоръжението за връзки FLAMES / UVES, което позволява да се получат спектри с висока разделителна способност от 8 обекта едновременно и да се измерват звездни скорости с точност около 50 m / s.
Докато по-голямата част от кандидатите за транзит на OGLE се оказаха бинарни звезди (предимно малки, хладни звезди, преминаващи пред звезди от слънчев тип), два от обектите, известни като OGLE-TR-113 и OGLE-TR-132, бяха установено, че проявяват малки колебания на скоростта. Когато всички налични наблюдения - вариации на светлината, звездния спектър и промените в радиалната скорост - бяха комбинирани, астрономите успяха да определят, че за тези две звезди преходните обекти имат маси, съвместими с тези на гигантска планета като Юпитер.
Интересното е, че и двете нови планети бяха открити около доста отдалечени звезди в галактиката Млечен път, в посока на южното съзвездие Карина. При OGLE-TR-113 родителската звезда е от тип F (малко по-горещ и по-масивен от Слънцето) и е разположен на разстояние около 6000 светлинни години. Орбитата планета е с около 35% по-тежка, а диаметърът й е с 10% по-голям от този на Юпитер, най-голямата планета в Слънчевата система. Тя обикаля около звездата веднъж на 1,43 дни на разстояние от едва 3,4 милиона км (0,0228 AU). В Слънчевата система Меркурий е 17 пъти по-далеч от Слънцето. Повърхностната температура на тази планета, която като Юпитер е газообразен гигант, е съответно по-висока, вероятно над 1800 ° С.
Разстоянието до системата OGLE-TR-132 е около 1200 светлинни години. Тази планета е приблизително толкова тежка, колкото Юпитер и около 15% по-голяма (размерът й все още е до известна степен несигурен). Тя обикаля около K-джудже звезда (по-хладна и по-малко масивна от Слънцето) веднъж на 1,69 дни на разстояние 4,6 милиона км (0,0306 AU). Също така тази планета трябва да е много гореща.
Нов клас екзопланети
С по-рано намерения планетен транзитен обект OGLE-TR-56 [3] двата нови OGLE обекта дефинират нов клас екзопланети, все още не открити при текущи изследвания на радиална скорост: планети с изключително кратки периоди и съответно малки орбити. Разпределението на орбиталните периоди за „горещи юпитери“, открито от проучвания с радиална скорост, изглежда намалява под 3 дни и досега не е открита планета с орбитален период, по-кратък от около 2,5 дни.
Съществуването на трите планети OGLE показва, че „много горещи Юпитери“ съществуват, въпреки че може да са доста редки; вероятно за един такъв обект на всеки 2500 до 7000 звезди. Астрономите са наистина озадачени как планетарните обекти успяват да се озоват в такива малки орбити, толкова близо до централните им звезди.
Противно на метода на радиалната скорост, който е отговорен за голямата част от откриването на планетата около нормалните звезди, комбинацията от наблюдения на транзит и радиална скорост позволява да се определи истинската маса, радиус и по този начин средната плътност на тези планети.
Големи очаквания
Двата нови обекта удвояват броя на екзопланетите с известна маса и радиус (трите обекта OGLE плюс HD209458b, което беше открито при изследванията на радиалната скорост, но за които по-късно беше наблюдаван фотометричен транзит). Новата информация за точните маси и радиуси е от съществено значение за разбирането на вътрешната физика на тези планети.
Допълняемостта на техниките за транзитна и радиална скорост сега отваря вратата към подробно проучване на истинските характеристики на екзопланетите. Космическото търсене на планетни транзити - като мисиите COROT и KEPLER - заедно с наблюденията за наблюдение на радиалната скорост на земята, в бъдеще ще доведат до характеризиране на други светове, малки колкото нашата Земя.
Оригинален източник: ESO News Release
