Астрономы из Университета Николая Коперника в Торуни обнаружили новую планету в созвездии Большой Медведицы. Эта экзопланета имеет массу, в 11 раз превышающую массу Юпитера, и совершает оборот вокруг своей звезды за 14 лет. Температура на поверхности планеты не превышает -100 градусов по Цельсию. Звезда, вокруг которой вращается планета, имеет параметры, аналогичные параметрам Солнца, но на 20% массивнее и в два раза больше Солнца.
Открытие было описано в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Мы не можем видеть планету, но можем обнаружить звезду, вокруг которой она вращается, с помощью небольшого телескопа диаметром всего 10 сантиметров. Данные показывают, что звезда уже завершила ту стадию эволюции, на которой сейчас находится Солнце. Поэтому мы оценили, что это также возраст всей планетной системы», — рассказал доктор Хабил.
Художественное изображение супер-Юпитера в системе HD 118203. Источник: UMK
Планета была обнаружена с помощью телескопа Дрейпера, одного из первых в мире фотографических регистраторов. Телескоп был построен в 1891 году и использовался для проведения наблюдений для каталога Генри Дрейпера.
Астрономы из Университета Николая Коперника в Торуни работали над открытием планеты в течение почти 20 лет. В 2006 году был обнаружен первый газовый гигант с массой в две массы Юпитера, обращающийся вокруг звезды по тесной орбите всего за шесть дней. Однако доплеровские наблюдения показали, что в системе может быть ещё одна планета.
«Мы немедленно включили эту систему в наши программы наблюдений. Сначала, в рамках программы исследования экзопланет в Торуни и Пенсильвании, проводимой совместно с профессором Александром Вольщаном, мы отслеживали объект с помощью одного из крупнейших оптических инструментов на Земле — девятиметрового телескопа Хобби-Эберли в Техасе», — сказал Анджей Недзельски, соавтор открытия.
Результаты оказались настолько многообещающими, что астрономы совместно с коллегами из Испании продолжили наблюдения за звездой на Канарских островах, используя итальянский телескоп «Галилео». Однако восемь лет исследований не дали ответа на вопрос, какой это тип объекта.
Астрономам в Торуни потребовалось ещё семь лет, чтобы получить неоспоримые доказательства того, что они обнаружили планету. «Терпение окупается. Новые наблюдения, собранные в марте 2023 года, оказались решающими для определения параметров орбиты планеты. Более того, поскольку планете требуется несколько лет, чтобы совершить оборот вокруг своей звезды, мы смогли объединить наши доплеровские наблюдения с имеющимися астрометрическими измерениями, чтобы однозначно определить её массу. Это позволило построить полную модель этой планетной системы и изучить её динамическое поведение», — добавил профессор Мациевски.
Астрономы также обнаружили, что планета является частью иерархической планетной системы. «Это своеобразная конфигурация, в которой одна планета образует тесную пару со своей звездой, а вторая планета вращается вокруг этой пары по орбите, достаточно широкой, чтобы как бы образовать ещё одну пару с первой», — объяснил профессор Кшиштоф Годзьевский, который провёл подробные численные исследования динамики системы.
Астрономы признают, что знания о формировании и эволюции планетных систем всё ещё скрывают много фундаментальных неизвестных. Иерархические системы, такие как HD 118203, которых известно всего около дюжины, позволяют исследовать гипотезы формирования массивных планет.
«Интересный вопрос касается путей развития таких планетарных конфигураций. Хотя с нашей точки зрения — жителей Солнечной системы — они довольно "экзотичны", изучение систем с массивными газовыми планетами кажется важным, чтобы узнать наше ближайше "астрономическое окружение"», — добавил профессор Мациевски.
Астрономы продолжают работать над открытием новых планет и исследованием планетных систем. «Наша работа не заканчивается. Мы всё ещё проводим наблюдения и анализируем данные — есть шансы на дальнейшие открытия. Отрадно, что нам удаётся вовлекать студентов и кандидатов наук в это интересное и важное исследование», — резюмировал профессор Недзельски.