Уникальные фотобомбы экзопланет Исследование ближайшей звездной системы CHEOPS

Изучая две экзопланеты в соседней яркой звездной системе, спутник CHEOPS неожиданно заметил третью известную планету системы, пересекающую поверхность звезды. Этот транзит раскрывает захватывающие подробности о редкой планете, «не имеющей известного аналога», как указывает научная группа.


Фото – когда что-то или кто-то неожиданно попадает в поле зрения камеры во время фотосъемки – случаются каждый день. Иногда это друг, иногда – незнакомец или, возможно, птица. Однако редко бывает целая планета. Тем не менее, именно это и произошло, когда швейцарский космический телескоп CHEOPS делал снимки планетной системы на расстоянии 50 световых лет от нас.

Планета, не похожая ни на какую другую

Планетная система расположена в созвездии Волчанка (по-латыни Вольф), вокруг звезды под названием Nu2 Lupi, видимой невооруженным глазом (но не из Швейцарии). В 2019 году швейцарские астрономы объявили об обнаружении трех экзопланет вокруг этой яркой, похожей на Солнце звезды. Три экзопланеты имеют массу между Землей и Нептуном (в 17 раз больше Земли), и им требуется 12, 28 и 107 дней, чтобы облететь свою родительскую звезду. «Что делает эти экзопланеты действительно выдающимися, так это то, что мы можем видеть, как они проходят прямо перед своей звездой; говорят, что они« транзитные », – говорит Янн Алиберт, профессор астрофизики в Бернском университете и соавтор исследования. который был опубликован в Природа Астрономия. «Мы знали это уже для двух внутренних планет, что заставило нас в первую очередь указать CHEOPS на систему. Однако третья планета находится довольно далеко от звезды, и никто не ожидал увидеть ее прохождение!» Алиберт добавляет. Фактически, чем дальше планета находится от своей звезды, тем меньше вероятность ее прохождения.

Это изменило правила игры, поскольку это первый случай, когда экзопланета с периодом обращения более 100 дней, что соответствует расстоянию от звезды где-то между Меркурием и Венерой от Солнца, была замечена проходящей через звезду. который достаточно яркий, чтобы быть видимым невооруженным глазом.

“Из-за относительно длительного периода, количество звездной радиации, достигающей планеты, невелико по сравнению со многими другими обнаруженными экзопланетами. Чем меньше радиации получает планета, тем меньше она изменяется с течением времени. сохранил больше информации о его происхождении », – говорит Дэвид Эренрайх, профессор Женевского университета и научный сотрудник CHEOPS, подписавший исследование. Но пока что несколько таких экзопланет-астрономов обнаружили на орбите слабые звезды. Другими словами: немного их света достигает Земли и поэтому затрудняет их изучение. Не в этот раз: «Поскольку его яркая родительская звезда находится довольно близко к нам, ее легче изучать. Это делает ее золотой мишенью для будущих исследований без известного эквивалента», – добавляет Эренрайх.

Дальнейшие выводы из других телескопов

Высокоточные измерения CHEOPS показывают, что третья планета, называемая nu2 Lupi d, примерно в 2,5 раза больше Земли и почти в 9 раз больше ее массы. Объединив эти измерения с архивными данными других обсерваторий и численными моделями, разработанными Бернским университетом, Летиция Делрез, приглашенный исследователь из Женевского университета и ведущий автор исследования, смогла точно охарактеризовать плотность и состав планеты. и его соседи. «Самая внутренняя планета в основном каменистая, в то время как две внешние кажется окутаны оболочками из газов водорода и гелия, под которыми они содержат большое количество воды», – объясняет Делрез. На самом деле воды гораздо больше, чем на Земле: четверть массы каждой планеты состоит из воды, по сравнению с менее чем 0,1% массы Земли. Эта вода, однако, не является жидкостью, вместо этого она принимает форму льда под высоким давлением или высокотемпературного пара, что делает планеты непригодными для жизни. Но эти прозрения могли быть только началом.

«Теперь, когда мы обнаружили, что все три планеты проходят транзитом, и точно измерили их свойства, следующим шагом будет их изучение с помощью более крупных и мощных инструментов, чем CHEOPS, таких как космический телескоп Хаббл или его преемник, космический телескоп Джеймса Уэбба. Они могли бы раскрыть дополнительные детали, такие как состав атмосферы », – говорит Эренрайх. Учитывая ее общие свойства и орбиту, планета d станет детищем экзопланет с умеренно-температурной атмосферой вокруг звезды, похожей на Солнце.