Keplerio atrastoji tolimiausia egzoplaneta yra... Stebėtinai pažįstama

Dabar jau nebeveikiančio Keplerio kosminio teleskopo surinktuose duomenyse pasislėpė egzoplaneta, esanti už 17 000 šviesmečių nuo Žemės.

Tai tolimiausias kada nors planetų medžioklės observatorijos užfiksuotas pasaulis, dvigubai viršijantis ankstesnį rekordą. Įdomu tai, kad egzoplaneta yra beveik tiksli Jupiterio dvynė - panašios masės ir skrieja beveik tokiu pat atstumu, kokiu Jupiteris yra nutolęs nuo Saulės.

Pavadinta K2-2016-BLG-0005Lb, ji yra pirmoji egzoplaneta, patvirtinta per 2016 m. duomenų ciklą, kurio metu buvo aptikti 27 galimi objektai, naudojant ne pagrindinį Keplerio aptikimo metodą, o gravitacinio mikrolęšio metodą. Šis atradimas buvo pateiktas Karališkosios astronomų draugijos mėnesiniams pranešimams (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) ir paskelbtas priešpaskaitų serveryje arXiv.

"Kepleris" niekada nebuvo skirtas planetoms surasti naudojant mikrolensingą, todėl daugeliu atžvilgių nuostabu, kad jam tai pavyko", - sakė Mančesterio universiteto astronomas Eamonas Kerinsas (Eamonn Kerins).

Kosminis aparatas "Kepler" padėjo plačiai atverti egzoplanetų astronomijos sritį. Jis buvo paleistas 2009 m. ir beveik 10 metų medžiojo už Saulės sistemos ribų esančias planetas, arba egzoplanetas. Per tą laiką jo stebėjimų metu nustatyta daugiau kaip 3 000 patvirtintų egzoplanetų ir dar 3 000 kandidačių.

Jos metodas yra išradingai ir apgaulingai paprastas. Kepleris stebėjo žvaigždžių laukus, optimizuotus aptikti silpnus, taisyklingus žvaigždžių šviesos kritimus, kurie rodo, kad aplink žvaigždę skrieja egzoplaneta. Šis metodas vadinamas tranzito metodu, ir jis naudingas ieškant didesnių netoliese esančių egzoplanetų, skriejančių netoli savo žvaigždžių.

Mikrolensingas yra šiek tiek sudėtingesnis, nes jame pasitelkiami gravitacijos ypatumai ir atsitiktinis išsidėstymas. Kūno, pavyzdžiui, planetos, masė sukuria gravitacinį erdvėlaikio išlinkimą aplink jį. Jei ta planeta praskrieja priešais žvaigždę, išlenktas erdvėlaikis iš esmės veikia kaip didinamasis stiklas, kuris labai silpnai ir trumpam priverčia žvaigždės šviesą pašviesėti.

Gravitacinis mikrolęšis labai gerai padeda rasti dideliu atstumu nuo Žemės egzoplanetas, skriejančias aplink savo žvaigždes gana dideliais atstumais, iki labai mažos planetų masės. Iki šiol tolimiausia atrasta galaktikos egzoplaneta buvo užfiksuota mikrolensingo būdu - Žemės masės pasaulis, esantis už 25 000 šviesmečių.

Kadangi Kepleris optimizuotas žvaigždžių šviesos pokyčiams aptikti, Mančesterio universiteto vadovaujama mokslininkų grupė neseniai sumanė patikrinti Keplerio duomenis dėl mikrolensingo įvykių, gautus 2016 m. per kelių mėnesių stebėjimo langą. Jie nustatė 27 įvykius, iš kurių penki buvo visiškai nauji, dar nenustatyti antžeminių teleskopų duomenyse.

"Norint apskritai pastebėti šį efektą, reikia beveik tobulo pirmojo plano planetinės sistemos ir foninės žvaigždės susilyginimo, - paaiškino Kerinsas.

"Tikimybė, kad planeta taip paveiks foninę žvaigždę, yra nuo dešimčių iki šimtų milijonų prieš vieną. Tačiau mūsų galaktikos centre yra šimtai milijonų žvaigždžių. Taigi Kepleris tiesiog sėdėjo ir stebėjo jas tris mėnesius."

Vienas iš penkių įvykių buvo K2-2016-BLG-0005Lb, ir jis atrodė daug žadantis egzoplanetos, skriejančios aplink žvaigždę, požymis. Taigi komanda ieškojo duomenų rinkinių iš penkių antžeminių tyrimų, kurie tuo metu, kai "Kepler" stebėjo tą pačią dangaus atkarpą, kad patvirtintų jų signalą.

Jie nustatė, kad "Kepler" signalą stebėjo šiek tiek anksčiau ir šiek tiek ilgiau nei penkios antžeminės apžvalgos. Šis bendras duomenų rinkinys leido komandai nustatyti, kad egzoplaneta yra maždaug 1,1 karto masyvesnė už Jupiterį ir skrieja aplink savo žvaigždę 4,4 astronominio vieneto atstumu. Vidutinis Jupiterio atstumas nuo Saulės yra 5,2 astronominio vieneto.

"Keplerio ir čia, Žemėje, esančių stebėtojų apžvalgos taškų skirtumas leido mums trianguliacijos būdu nustatyti, kurioje matymo linijos vietoje yra planetų sistema", - sakė Kerinsas.

"Kepler" taip pat galėjo stebėti netrukdomai dėl oro sąlygų ar dienos šviesos, todėl galėjome tiksliai nustatyti egzoplanetos masę ir jos orbitos atstumą nuo žvaigždės šeimininkės. Iš esmės tai yra identiškas Jupiterio dvynys pagal savo masę ir padėtį nuo Saulės, kurios masė sudaro apie 60 proc. mūsų Saulės masės."

Nors šiuo metu neturime daugiau duomenų apie šią sistemą, šis atradimas turi reikšmės nežemiškos gyvybės paieškoms. Yra įrodymų, leidžiančių manyti, kad Jupiteris galėjo suvaidinti svarbų vaidmenį kuriant sąlygas, kurios leido Žemėje atsirasti ir klestėti; suradus Jupiterio analogus, skriejančius aplink tolimas žvaigždes, būtų galima nustatyti šias sąlygas.

Tai, kad Kepleriui, prietaisui, neskirtam mikrolensingui, pavyko aptikti tokio tipo žvaigždes, yra geras ženklas būsimiems prietaisams, kurie bus skirti mikrolensingui. NASA kosminis teleskopas "Nancy Grace Roman Space Telescope", kurį planuojama paleisti per ateinančius penkerius metus, ieškos mikrosilpnėjimo reiškinių, kaip ir ESA teleskopas "Euclid", kurį planuojama paleisti kitais metais.

Šie atradimai gali iš esmės pakeisti mūsų supratimą apie egzoplanetas.

"Sužinosime, kokia tipiška yra mūsų Saulės sistemos architektūra, - sakė Kerinsas. "Duomenys taip pat leis patikrinti mūsų idėjas apie tai, kaip susiformuoja planetos. Tai naujo įdomaus skyriaus pradžia mūsų kitų pasaulių paieškose".

Tyrimas buvo pateiktas Karališkosios astronomų draugijos mėnesiniams pranešimams (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) ir paskelbtas arXiv.