Астрономы впервые обнаружили взаимодействующие планеты с помощью наземных телескопов

Художественное изображение системы WASP-148.

Художественное изображение системы WASP-148.
Иллюстрация Institut d’astrophysique de Paris, Mark A. Garlick.

Телескоп со спектрографом SOPHIE в Обсерватории Верхнего Прованса.

Телескоп со спектрографом SOPHIE в Обсерватории Верхнего Прованса.
Фото OSU Pytheas/CNRS/AMU.

Художественное изображение системы WASP-148.
Телескоп со спектрографом SOPHIE в Обсерватории Верхнего Прованса.

Учёные обнаружили систему из двух планет, влияющих на движение друг друга. Впервые такое открытие было сделано с помощью наземных, а не космических телескопов. Это значит, что изучать подноготную далёких планетных систем можно и с поверхности Земли, что гораздо дешевле использования орбитальных инструментов.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.

Иногда тяготение одной планета влияет на движение другой. В XIX веке астрономы открыли Нептун благодаря искажениям, которые он вносил в орбиту Урана.

Несколько подобных примеров известно и в планетных системах других звёзд. Но, хотя человечеству известно уже около семисот систем, содержащих более одной планеты, подобные взаимодействия остаются редкостью.

Между тем они весьма интересуют специалистов, так как могут пролить свет на историю образования планетных систем и управляющие этим процессом законы. Напомним, что многие детали рождения новых миров остаются предметом споров.

Теперь исследователи впервые обнаружили орбитальное взаимодействие экзопланет с помощью наземных, а не космических телескопов. Это значит, что изучать редкое явление можно и благодаря наземным наблюдениям, куда более дешёвым, чем орбитальные.

Речь идёт о системе звезды WASP-148, в которой, как выяснилось, есть как минимум две планеты.

Сначала учёные обнаружили у WASP-148 экзопланету WASP-148b. В этом исследователям помог наземный телескоп SuperWASP. Это открытие было сделано с помощью метода транзитов. Напомним в двух словах, в чём он заключается. Когда планета проходит между родительской звездой и наблюдателем, она частично затмевает собой светило. Эти падения блеска, повторяющиеся регулярно (на каждом обороте экзопланеты), и служат сигналом о существовании неизвестного мира.

Метод транзитов позволяет измерить период обращения планеты и её диаметр. Оказалось, что WASP-148b обращается вокруг звезды за 8,8 земных суток и имеет радиус, равный 0,7 радиуса Юпитера.

Телескоп со спектрографом SOPHIE в Обсерватории Верхнего Прованса.

Затем авторы провели наблюдения звезды WASP-148 с помощью спектрографа SOPHIE, установленного в Обсерватории Верхнего Прованса. Эти наблюдения велись методом лучевых скоростей. Он регистрирует небольшие смещения звезды, вызванные гравитацией планеты. Таким образом можно измерить период обращения планеты и её массу.

Заметим, что метод транзитов и метод лучевых скоростей подарили человечеству почти все известные экзопланеты (которых насчитывается уже более 4200). Открытия экзопланет другими способами случаются крайне редко, хотя могут быть не менее интересными.

Наблюдения с помощью SOPHIE подтвердили существование планеты WASP-148b и позволили измерить её массу: 0,3 массы Юпитера.

Но при этом учёные открыли у той же звезды ещё один мир. Новая планета, названная WASP-148c, имеет массу не менее 0,4 массы Юпитера и обращается вокруг светила за 34,5 земных суток.

В "транзитных" данных SuperWASP авторы не нашли никаких её следов. Вероятно, орбита WASP-148c несколько наклонена по сравнению с орбитой WASP-148b и не пересекает линию "звезда – наблюдатель".

Самое важное в этом открытии – соотношение орбитальных периодов двух миров. 34,5:8,8 – это 3,9:1. То есть почти 4:1.

Когда орбитальные периоды соседних планет относятся друг к другу как небольшие целые числа, это называется орбитальным резонансом. Чаще всего встречаются резонансы 2:1 и 3:2, а вот 4:1 – сравнительно редкая птица.

Расчёты показывают, что находящиеся в таком резонансе планеты должны слегка искажать орбиты друг друга своим тяготением. Эти отклонения обязаны регулярно повторяться.

И действительно, выяснилось, что период обращения WASP-148b слегка меняется. Это изменение невелико (около 15 минут), но оно вполне поддаётся измерению. То есть миры системы WASP-148 оказались первыми планетами, взаимодействие которых было обнаружено с помощью наземных телескопов.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, что орбитальный резонанс в системе может быть признаком наличия в ней неизвестных планет. Писали мы и о самой гармоничной планетной системе.