Астрометрический метод поиска экзопланет принес первый результат

Сравнение системы VB 10 и Солнечной системы. Радиус орбиты планеты VB 10b примерно такой же, как у Меркурия, однако ее масса всего в 14 раз меньше массы звезды, поэтому притяжение планеты вызывает весьма заметное отклонение в движении VB 10 (орбита звезды обозначена красной окружностью). Изображение с сайта planetquest.jpl.nasa.gov

Астрономы Стивен Правдо (Steven Pravdo) и Стюарт Шаклан (Stuart Shaklan) из Лаборатории реактивного движения NASA «отловили» очередную экзопланету — вполне рядового газового гиганта, обращающегося вокруг переменной звезды VB 10 в двойной системе Глизе 752. Уникальность этого открытия в том, что оно впервые сделано с помощью астрометрии.

Сотрудники калифорнийской Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory, JPL) постоянно ведут на своем интернет-сайте счет внесолнечным планетам, открытым земными астрономами. По последним данным, сейчас зарегистрированы 293 звезды, обладающие отдельными планетами или планетными системами. Общее число выявленных экзопланет ненамного больше — 347 (таким образом, единичные планеты явно преобладают).

Планет земного типа пока не найдено ни одной, хотя охота за ними ведется очень интенсивно. В середине мая к этим усилиям подключилась американская орбитальная обсерватория «Кеплер» (Kepler), запущенная 6 марта 2009 года с мыса Канаверал. За три с половиной года она должна обследовать свыше ста тысяч звезд нашей Галактики (за ее пределы ныне существующие методы планетного поиска пока заглянуть не в силах). Так что можно надеяться, что открытие космических родичей Земли уже не за горами.

Самая свежая новость об идентификации очередной экзопланеты появилась 28 мая. Эту планету отловили сотрудники JPL Стивен Правдо (Steven Pravdo) и Стюарт Шаклан (Stuart Shaklan), чья статья будет опубликована в Astrophysical Journal. Правда, сама новооткрытая планета из себя ничего особенного не представляет. Это вполне рядовой газовый гигант примерно в 6 раз массивней Юпитера. Он обращается вокруг переменной звезды VB 10, удаленной от нас на 20 световых лет и расположенной на земном небосводе в созвездии Орла. Сама звезда несколько интересней, но только в силу своего ничтожества. Это очень тусклый красный карлик спектрального класса М8V, уступающий Солнцу в 12 раз по массе и в 10 раз по диаметру. В списке звезд этого семейства он занимает одно из последних мест как по величине, так и по массе.

Теперь VB 10 приобрела звание самой маленькой звезды с планетным окружением — скорее всего, только на время. Ее спутник VB 10b обращается по орбите радиусом около 50 миллионов километров, делая один оборот ровно за три четверти земного года. Примерно таков же размер орбиты Меркурия, только его период обращения куда меньше — всего 88 суток (периоды соотносятся как корень квадратный из отношения масс Солнца и VB 10 с небольшой поправкой на различия в размерах планетных орбит). Поскольку поверхность звезды нагрета всего лишь до 2700 К, планету даже нельзя причислить к группе «горячих юпитеров». В общем, ничего особенного.

Тем не менее это открытие займет особое место в истории астрономии. Его удалось сделать, наблюдая периодические смещения звезды VB 10 на земном небосводе, обусловленные гравитационным воздействием ее спутника. Именно таким, чисто астрометрическим способом внесолнечные планеты впервые начали искать еще во второй половине XIX века, однако до сих пор из этого ничего не получалось. Абсолютное большинство известных экзопланет было открыто посредством измерения колебаний радиальных скоростей материнских звезд с помощью спектрального анализа. А вот астрометрический поиск привел к успеху впервые.

Дело в том, что VB 10 (она же Gliese 752B) входит в двойную звездную систему Глизе 752 (Gliese 752), имея компаньона в лице более массивной и яркой звезды Gliese 752A, также известной как Вольф 1055 (Wolf 1055). Эта пара весьма заметно перемещается по земному небосводу, сдвигаясь за год на полторы дуговые секунды (сами звезды разделены двухсекундной дистанцией). Как говорят астрономы, они демонстрируют собственное движение, причем весьма значительное.

Предположим, что у нас есть звезда, обладающая несветящимся компаньоном, чья орбитальная плоскость не параллельна (а лучше всего — перпендикулярна) линии, соединяющей эту звезду и Землю. Поскольку оба тела обращаются вокруг общего центра тяжести, звезда будет чуть-чуть покачиваться на земном небосводе. Эти качания в принципе можно обнаружить прямыми наблюдениями с помощью угломерных инструментов — то есть астрометрическими методами. Задача сильно облегчается, если звезда обладает легко измеримым собственным движением. Ее дрожания будут также тем заметней, чем большую долю в общей массе этой пары составит масса самой планеты.

Эти два фактора сильно помогли Стивену Правдо и Стюарту Шаклану. Они 12 лет отслеживали позиции трех десятков ближних звезд, используя специально сконструированную фотокамеру, установленную на двухсотдюймовом телескопе Паломарской обсерватории. Наблюдения за VB 10 принесли им первую удачу (см. также анимацию, 6,1 Мб). Масса ее планеты, VB 10b, составляет 7% от массы звезды, и это очень много (суммарная масса планет Солнечной системы в 1000 раз уступает массе Солнца). При всём этом амплитуда смещений звезды составила всего лишь 0,006 дуговой секунды, так что ее регистрация стала подлинным триумфом новейшей астрометрической техники. Как бы то ни было, начало положено.

Источник: First find Planet-hunting method succeeds at last, пресс-релиз NASA, 28.05.2009.

См. также:
Обзоры препринтов astro-ph Сергея Попова, посвященные методам астрономических наблюдений.

Алексей Левин