Когда далёкая планета проходит перед своей звездой, она ненадолго заслоняет часть света. Астрономы называют это прохождением и по глубине провала судят о размере планеты. Но у света есть свойство: массивное тело работает как линза. Даже планета-гигант способна слегка искривить лучи звезды — и провал становится чуть менее глубоким, чем можно было бы ожидать.
Авторы работы взяли данные экзопланет с большими орбитами (дальше, чем Земля от Солнца), собранные телескопами «Кеплер» и TESS. Для шести миров они смогли указать лишь верхнюю границу массы — от 200 до 2000 масс Юпитера. Точнее не позволил шум в данных. Тогда учёные построили искусственные кривые блеска и выяснили: чтобы «взвесить» планету в 10 масс Юпитера на расстоянии 20 астрономических единиц (это дальше Урана), нужна точность измерений три миллионных доли.
Самое неожиданное открытие — ошибка в размерах. Если не учитывать этот линзовый эффект, радиус планеты можно недооценить на 1–20%. Для гиганта в 5–10 масс Юпитера, который кружит далеко от звезды, тень становится заметно меньше настоящего силуэта. Значит, часть известных экзопланет на самом деле крупнее, чем считалось до сих пор.
Такой подход открывает дорогу к массовому «взвешиванию» далёких планет без громоздких измерений лучевых скоростей. Достаточно одного лишь прохождения — но с очень высокой точностью.
как её написали авторы, на английском arXiv:2607.10175
We study transit light curves of exoplanets, incorporating gravitational lensing effects, and explore the possibility of estimating planetary masses using only the transit light curve. We analyze existing data for planets with relatively large orbital distances ($$>1$$ AU) from Kepler and TESS to evaluate how well their masses can be constrained. For six exoplanets, we derive 2$$\sigma$$ upper limits of 200-2000 Jupiter masses. We also construct mock data to assess the feasibility of determining masses for exoplanets with larger orbital radii than currently known. Our results show that a precision of $$3\times 10^{-6}$$ is required to recover the true masses of planets with 10 (5) Jupiter masses at orbital radii of $$a=20$$ (100) AU. Furthermore, we demonstrate that neglecting gravitational effects can lead to underestimation of exoplanet radii, particularly for planets with large orbital separations. Using mock data with a precision of $$2\times 10^{-4}$$, assuming a 30 minutes cadence with Kepler for a $$K_p=14$$ mag star, we find that the estimated radii can be underestimated by 1-20% for 5 and 10 Jupiter-mass planets with $$a=$$ 10-100 AU. These results highlight the importance of including microlensing effects when modeling transit light curves of wide-orbit planets.
Эффект гравитационной линзы на прохождении экзопланеты настолько мал, что его впервые заметили лишь в 2010-х — хотя сам метод прохождений работает с 1999 года.
В романе «Солярис» Станислава Лема океан планеты искривлял траектории света, создавая призрачные образы — почти как гравитационная линза, но с живым участием.