Планета-невидимка в системе лёгких миров ✛

Оригинал: "A Fourth Planet in the Kepler-51 System Revealed by Transit Timing Variations"
arXiv:2410.01625 · 2024-10-02 · CC BY 4.0 · 1 мин
Неожиданное опоздание одной из планет позволило открыть невидимый мир.

Система Kepler-51 давно привлекает внимание тремя экзопланетами с плотностью ниже, чем у воды — они похожи на гигантские воздушные шары. Многолетние измерения яркости звезды с телескопов «Кеплер» (запущенного по замыслу Уильяма Боруцки) и Хаббл позволили рассчитать их орбиты с большой точностью. Но в 2023 году космический телескоп Джеймса Уэбба во время плановых спектральных наблюдений обнаружил нечто странное: самая внешняя планета появилась из-за звезды на два часа позже, чем предписывало численное моделирование их движения. Такое сильное отклонение было похоже на сбой в хорошо отлаженных часах.

Для наглядности: если бы эти планеты можно было поместить в гигантский бассейн, они бы плавали по поверхности, как пробковые поплавки.

Причиной задержки оказалась невидимка. Три известные планеты слегка тянут друг друга, меняя своё расписание проходов — это называют транзитным методом поиска скрытых тел. Обнаружить чужака помог метод, отточенный Эриком Аголом: по крошечным неточностям в графике можно вычислить орбиту невидимой планеты. Так открыли Kepler-51e — мир, который ни разу не прошёл на фоне звезды, но выдал себя регулярными «рывками» соседей. Это напоминает старинные часы с маятником: вы засекаете его ритм и замечаете странные задержки, словно в механизм попала крохотная скрытая шестерёнка.

Эта планета не просто новая — она совсем невидима. Её нашли только по гравитационным «толчкам», словно невидимый партнёр в танце, чьи движения угадываются по поведению видимых танцоров.

Открытие говорит о том, что вокруг звёзд могут выстраиваться целые цепочки миров, включая невидимые. Это помогает лучше понять планетную миграцию — как молодые планеты перемещаются со временем. Кроме того, перед учёными встаёт вопрос атмосферной эволюции: почему настолько рыхлые оболочки не сдувает звёздным ветром? Ответы будут искать с помощью будущих спектральных замеров на Джеймсе Уэббе.

Телескоп Джеймса Уэбба случайно открыл новую планету, когда предсказанное время её прохода промахнулось на два часа — рекордный сбой для столь хорошо изученной системы.

\rho = \frac{3M}{4\pi R^3}
Формула связывает массу, радиус и плотность. Если масса мала, а радиус велик — планета получается очень рыхлой.
Учёные
Isaac NewtonJohn MichellRobert HookeChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier Queloz
Понятия
телескоп «Кеплер» вариация времени транзита траппист 1 тесс транзитный метод Марс орбитальный период экзопланеты у красных карликов землеподобная экзопланета системы с несколькими планетами первый закон Кеплера масса Юпитера ртуть планеты у красных карликов юпитер третий закон Кеплера солнечная система нептун экзопланета Земля