Астрономы нашли систему с шестью резонансными экзопланетами

Команда американских астрономов объявила об открытии редкой звездной системы с шестью экзопланетами. Еще более необычным находку делает то, что они «синхронизированы»: орбиты всех шести экзопланет находятся в резонансе по отношению друг к другу.

Открытие было сделано в ходе изучения звездной системы HD110067. Она расположена на расстоянии 100 световых лет от Земли по направлению к созвездию Волосы Вероники. В ходе анализа данных, собранных космическими телескопами TESS и CHEOPS, исследователи обнаружили периодические изменения яркости, вызванные транзитами обращающихся вокруг звезды компаньонов.

В общей сложности, вокруг HD11006 обращается шесть экзопланет, чьи радиусы лежат в диапазоне от 1,94 до 2,85 радиуса Земли. По мнению астрономов, все они представляют собой мининептуны. Такие тела занимаю промежуточное положение между газовыми гигантами наподобие Урана и Нептуна и землеподобными экзопланетами.

Другая любопытная особенность этой системы заключается в том, что орбиты всех шести экзопланет находятся в резонансе по отношению друг к другу — то есть их периоды обращения вокруг звезды соотносятся между собой как небольшие натуральные числа. Для первых четырех экзопланет значение резонанса составляет 3:2. Первая экзопланета обращается вокруг звезды за 9 дней, вторая — за 14 дней, третья — за 20 дней, четвертая — 31 день.

Что касается внешних экзопланет, то они находятся в резонансе 4:3. Период обращения пятой экзопланеты составляет 41 день, шестой — 55 дней.

Системы с орбитальными резонансами представляют значительный интерес для астрономов, поскольку позволяют проследить их эволюцию. Многие из известных астрономам мультипланетных систем не находятся в резонансе, но при этом выглядят так, словно когда-то были.
Сейчас считается, что орбиты новорожденных экзопланет, как правило, формируются в резонансе. Однако, очень массивная экзопланета, близкое столкновение с проходящей мимо звездой или гигантское столкновение — все это может легко нарушить хрупкий баланс. По оценкам исследователей, лишь порядка 1% систем остаются в резонансе.

Поэтому, HD11006 и представляет собой такой интерес. Результаты моделирования говорят о том, что орбиты всех шести экзопланет стабильны. Скорее всего, они исполняют один и тот же «танец» со времени своего образования миллиарды лет назад.

Этот роботизированный глаз имеет лишь одну цель: охотиться за планетами, вращающимися у других звезд. Свой первый свет он увидел в январе 2019 года.

Обсерватория расположена в Сьерра-де-Сан-Педро-Мартир, горном районе Мексики. Проект назван в честь Антуана де Сент-Экзюпери (Сент-Экс), известного писателя, поэта и авиатора.

SAINT-EX также обеспечивает наземную поддержку космической миссии ESA CHEOPS - орбитального телескопа, тоже охотника за экзопланетами.

11 января 2020 года SAINT-EX сфотографировал своего коллегу в космосе. Белая полоса в звездном небе - это CHEOPS.

2 октября была опубликована статья, в которой ученые объявили об обнаружении телескопом SAINT-EX двух планет у звезды TOI-1266. Это близкая звезда, которая находится на расстоянии 37 парсек от Земли (для сравнения, до Проксимы Центавра всего лишь 1,3 парсек). Она значительно меньше в размерах и холоднее, чем Солнце. Внешняя планета имеет примерно температуру Венеры (хотя она в 7 раз ближе к своей звезде, чем Венера к Солнцу). По размерам она больше Земли в полтора раза. Внутренняя планета, TOI-1266 b, имеет размеры в два с половиной раза больше диаметра Земли.

Астрономам посчастливилось завершить свои наблюдения незадолго до изоляции в Мексике, связанной с COVID-19. Вскоре после проведения наблюдений обсерваторию пришлось закрыть из-за последствий пандемии. Ученые надеются возобновить работу SAINT-EX в следующие несколько месяцев.

Ссылки:

Обсерватория SAINT-EX

Two planets found orbiting a red dwarf

Первое исследование описывает одну из самых экстремальных планет во Вселенной

Спустя восемь месяцев после того, как космический телескоп CHEOPS начал свою миссию, была выпущена первая научная публикация, использующая его данные. CHEOPS - это первая миссия ЕКА, посвященная характеристике известных экзопланет, вращающихся вокруг звезд за пределами Солнечной системы. Экзопланеты были впервые обнаружены в 1995 году двумя швейцарскими астрономами Мишелем майором и Дидье Келозом, которые в прошлом году были удостоены Нобелевской премии за это открытие. Проект CHEOPS был разработан в рамках партнерства между ЕКА и Швейцарией. Под руководством Бернского университета и ЕКА в течение пяти лет в строительстве спутника участвовал консорциум из более чем 100 ученых и инженеров из 11 европейских государств. Научный операционный центр CHEOPS расположен в обсерватории Женевского университета.

Используя данные CHEOPS, ученые недавно провели детальное исследование экзопланеты WASP-189b, результаты которого только что были приняты к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Вилли Бенц, профессор астрофизики Бернского университета и глава консорциума CHEOPS, сказал: "Эти наблюдения показывают, что CHEOPS полностью соответствует высоким ожиданиям относительно его производительности".

WASP-189b, является экзопланетой, вращающейся вокруг звезды HD 133112, одной из самых горячих звезд, известных как планетная система. "Система WASP-189 находится на расстоянии 322 световых лет и расположена в созвездии Весов", - объясняет Моника Лендл, ведущий автор исследования из Женевского университета и член Национального центра компетенций в области исследования планет.

"WASP-189b особенно интересна, потому что это газовый гигант, который вращается очень близко к своей звезде-хозяину. Ей требуется меньше трех дней, чтобы обогнуть свою звезду, и она в 20 раз ближе к звезде, чем Земля к Солнцу", - говорит Моника Лендл. Эта планета в 1,5 раза больше более чем Юпитер, самая большая планета Солнечной системы.

- Мы не можем видеть саму планету, так как она находится слишком далеко и слишком близко к звезде-хозяину поэтому нам приходится полагаться на косвенные методы", - объясняет Лендл. Для этого CHEOPS использует высокоточные измерения яркости: когда планета проходит перед своей звездой, как видно с Земли, звезда на короткое время, кажется слабее. Это явление называется транзитом. Моника Лендл говорит: "поскольку экзопланета WASP-189b находится так близко к своей звезде, ее дневная сторона настолько ярка, что мы можем даже измерить "недостающий" свет, когда планета проходит позади своей звезды; это называется оккультизацией. Мы наблюдали несколько таких оккультирований WASP-189b с CHEOPS. Похоже, что планета не отражает много звездного света. Вместо этого большая часть звездного света поглощается планетой, нагревая ее и заставляя сиять".

Исследователи полагают, что планета не очень отражательна, потому что на ее дневной стороне нет облаков. "Это неудивительно, поскольку теоретические модели говорят нам, что облака не могут образовываться при таких высоких температурах", - говорит Лендл.

Вилли Бенц говорит: "Мы также обнаружили, что транзит газового гиганта перед его звездой асимметричен. Это происходит, когда звезда обладает более яркими и темными зонами на своей поверхности. Благодаря данным Хеопса, мы можем заключить, что сама звезда вращается так быстро, что ее форма уже не сферическая, а эллипсоидальная. Звезда вытягивается наружу на своем экваторе".

Звезда, вокруг которой вращается WASP-189b, сильно отличается от солнца. Моника Лендл говорит: "звезда значительно больше и более чем на 2000 градусов Цельсия горячее, чем наше Солнце. Из-за жары звезда кажется голубой, а не желто-белой, как солнце".

Вилли Бенц говорит: "известно лишь несколько планет, вращающихся вокруг таких горячих звезд, и эта система является самой яркой на сегодняшний день.- Как следствие, он служит ориентиром для дальнейших исследований. "Мы ожидаем дальнейших впечатляющих открытий на экзопланетах благодаря наблюдениям CHEOPS".

CHEOPS впервые определил диаметр экзопланеты

Запущенный в конце прошлого года космический телескоп CHEOPS успешно завершил трехмесячную программу проверок и калибровки аппаратуры. Сообщение об этом было опубликовано на сайте ESA.

http://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Cheops/...

Помимо этого аппарат уже провел первые тестовые наблюдения. Их объектом стала звезда HD 93396 — желтый субгигант, расположенный на расстоянии 320 световых лет от Земли в созвездии Льва. В 2016 г. астрономы обнаружили, что у нее есть как минимум одна экзопланета — газовый гигант KELT-11b, превосходящий по размерам Юпитер.

В ходе наблюдений, CHEOPS удалось обнаружить вызываемые транзитами KELT-11b уменьшения блеска звезды и определить размеры экзопланеты. Данные CHEOPS говорят о том, что диаметр объекта составляет 181 600 км при погрешности измерений в 4300 км. По словам сотрудников миссии, результаты работы телескопа в пять раз превосходят точность наземных наблюдений.

Уже в конце этого месяца CHEOPS приступит к регулярным наблюдениям в рамках своей научной программы. Первыми целями телескопа станут предположительно покрытая лавовым океаном суперземля 55 Рака е, теряющий свою атмосферу горячий нептун Глизе 436 b, а также белый карлик.

В общей сложности, миссия CHEOPS рассчитана на 3,5 года. Ожидается, что новый телескоп поможет астрономам уточнить диаметры сотен уже известных внесолнечных миров. В сочетании с данными спектрометрических наблюдений это даст возможность вычислить их средние плотности и узнать, являются ли они каменистыми телами (наподобие нашей Земли), или же в их составе превалируют газы и они напоминают Юпитер или Нептун.

CHEOPS открыл защитную крышку

29 января специалисты миссии CHEOPS (Characterising Exoplanet Satellite) отправили аппарату команду открыть крышку, защищавшую его оптическую систему от пыли и источников яркого света. Таким образом, телескоп впервые увидел небо. В ближайшие несколько недель специалисты миссии будут проводить проверки и калибровки оптической системы CHEOPS. Ожидается, что уже в первой половине февраля будут опубликованы первые тестовые снимки.

CHEOPS предназначен для поиска экзопланет транзитным методом. Аппарат будет отслеживать небольшие изменения блеска звезд, возникающие во время прохождения экзопланет по ее диску. Основными целями наблюдений станут объекты с массами в диапазоне между массой Земли и Нептуна. Акцент будет сделан на изучении уже известных миров. CHEOPS должен будет уточнить их размеры. В сочетании с данными спектрометрических наблюдений это позволит астрономам вычислить их средние плотности и узнать, являются ли они каменистыми телами (наподобие нашей Земли), или же в их составе превалируют газы и они напоминают Юпитер или Нептун.

CHEOPS был запущен 18 декабря 2019 года ракетой «Союз-СТ-А» с космодрома Куру. 22 декабря аппарат вышел на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км, откуда он и будет производить наблюдения. На данный момент инженеры уже провели ряд тестов, показавших, что все системы CHEOPS работают в штатном режиме.

https://universemagazine.com/16448/

Аппарат весит 300 кг (с учетом запасов топлива для бортового двигателя) и имеет размеры 1.5×1.5×1.5 м. CHEOPS оснащен телескопом с 32-сантиметровым зеркалом и способен вести наблюдения в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне.

Телескоп CHEOPS выведен на орбиту

18 декабря с космодрома «Куру» во Французской Гвиане была запущена ракета «Союз-СТ». Она успешно вывела в космос пять спутников, включая европейский телескоп CHEOPS. Аппарат успешно отделился от разгонного блока «Фрегат» и вышел на солнечно-синхронную орбиту высотой 700 км.

Основное предназначение CHEOPS — точное измерение радиусов известных экзопланет, чьи массы уже определены при помощи наземных спектрометрических наблюдений. Новый инструмент в основном сосредоточится на телах, имеющих массы в диапазоне от Земли до Нептуна. В то же время программа наблюдений предусматривает изучение «горячих юпитеров» и мультипланетных систем.

Для выполнения поставленной задачи обсерватория будет с высокой точностью измерять падение блеска звезд во время транзитов экзопланет. Зная размер и массу объектов, ученые смогут вычислить их средние плотности. Это, в свою очередь, позволит узнать, являются ли они каменистыми телами (наподобие нашей Земли), или же в их составе превалируют газы и они напоминают Юпитер или Нептун.

По меркам космических обсерваторий CHEOPS невелик: он весит 300 кг (с учетом запасов топлива для бортового двигателя), имеет размеры 1.5×1.5×1.5 м, а диаметр его зеркала равен 32 см. Общая стоимость создания телескопа составила 50 млн евро.

CHEOPS должен стать первым звеном в цепочке европейских телескопов, предназначенных для изучения миров у других звезд. В следующем десятилетии ESA планирует запустить два более мощных и дорогих телескопа PLATO и ARIEL. PLATO займется поиском экзопланет в системах солнцеподобных звезд. ARIEL займется изучением атмосфер уже известных миров. Запуск PLATO запланирован на 2026 год, ARIEL — на 2028 год.