Ученые обнаружили кандидата на самую быструю экзопланетную систему

Эта концепция художника визуализирует сверхнептуновый мир, вращающийся вокруг маломассивной звезды около центра нашей галактики Млечный Путь. Ученые недавно обнаружили такую систему, которая может побить текущий рекорд самой быстрой экзопланетной системы, перемещаясь со скоростью не менее 1,2 миллиона миль в час или 540 километров в секунду. Автор: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Предполагается, что планетарная система движется со скоростью не менее 1,2 миллиона миль в час или 540 километров в секунду.

«Мы думаем, что это так называемый сверхнептуновый мир, вращающийся вокруг звезды с малой массой на расстоянии, которое лежало бы между орбитами Венеры и Земли, если бы он находился в нашей солнечной системе», — сказал Шон Терри, научный сотрудник Мэрилендского университета в Колледж-Парке и Центра космических полетов имени Годдарда в Гринбелте, штат Мэриленд. Поскольку звезда настолько слаба, это находится далеко за пределами ее обитаемой зоны. «Если это так, то это будет первая планета, когда-либо обнаруженная на орбите гиперскоростной звезды».

Статья под руководством Терри, описывающая результаты, была опубликована в The Astronomical Journal.

Звезда в движении

Пара объектов была впервые обнаружена косвенно в 2011 году благодаря случайному выравниванию. Группа ученых прочесала архивные данные MOA (Microlensing Observations in Astrophysics) — совместного проекта, сосредоточенного на исследовании микролинзирования, проводимом с использованием обсерватории Маунт-Джон при Кентерберийском университете в Новой Зеландии, — в поисках световых сигналов, которые выдают присутствие экзопланет или планет за пределами нашей солнечной системы.

Эта концепция художника визуализирует звезды около центра нашей галактики Млечный Путь. У каждой есть красочный след, указывающий ее скорость – чем длиннее и краснее след, тем быстрее движется звезда. Ученые НАСА недавно обнаружили кандидата на роль особенно быстрой звезды, визуализированной около центра этого изображения, с вращающейся вокруг него планетой. Если это подтвердится, пара установит рекорд самой быстрой из известных экзопланетных систем. Автор: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Микролинзирование происходит, потому что присутствие массы деформирует ткань пространства-времени. Каждый раз, когда промежуточный объект кажется дрейфующим вблизи фоновой звезды, свет от звезды искривляется, проходя через искривленное пространство-время вокруг более близкого объекта. Если выравнивание особенно близкое, искривление вокруг объекта может действовать как естественная линза, усиливая свет фоновой звезды.

В этом случае сигналы микролинзирования выявили пару небесных тел. Ученые определили их относительные массы (одно примерно в 2300 раз тяжелее другого), но их точные массы зависят от того, насколько далеко они находятся от Земли. Это похоже на то, как меняется увеличение, если вы держите увеличительное стекло над страницей и перемещаете его вверх и вниз.

Группа исследователей, открывшая это открытие в 2011 году, предположила, что микролинзированные объекты представляют собой либо звезду, масса которой составляет около 20 процентов от массы нашего Солнца, и планету, которая примерно в 29 раз тяжелее Земли, либо более близкую «блуждающую» планету, масса которой примерно в четыре раза больше массы Юпитера, а ее луна меньше Земли.

Чтобы выяснить, какое объяснение более вероятно, астрономы изучили данные обсерватории Кека на Гавайях и спутника Gaia Европейского космического агентства (ESA). Если бы эта пара была планетой-изгоем и луной, они были бы фактически невидимы — темные объекты, затерянные в чернильной пустоте космоса. Но ученые могли бы идентифицировать звезду, если бы альтернативное объяснение было верным (хотя вращающаяся вокруг нее планета была бы слишком слабой, чтобы ее можно было увидеть).

Они нашли сильного подозреваемого, расположенного примерно в 24 000 световых лет от нас, поместив его в галактический балдж Млечного Пути — центральный узел, где звезды упакованы более плотно. Сравнив местоположение звезды в 2011 и 2021 годах, команда вычислила ее максимальную скорость.

На этом снимке космического телескопа Хаббл показана ударная волна вокруг очень молодой звезды под названием LL Ori. Названная в честь волны в форме полумесяца, создаваемой кораблем при движении по воде, ударная волна может быть создана в космосе при столкновении двух потоков газа. Ученые полагают, что похожая особенность может присутствовать вокруг недавно обнаруженной звезды, которая может двигаться со скоростью не менее 1,2 миллиона миль в час, или 540 километров в секунду. Движение с такой высокой скоростью в галактическом балдже (центральной части галактики), где газ плотнее, может создать ударную волну. Автор: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); Acknowledgment: CR O'Dell (Vanderbilt University)

Но это только его двумерное движение; если он также движется к нам или от нас, он должен двигаться еще быстрее. Его истинная скорость может быть даже достаточно высокой, чтобы превысить скорость убегания галактики, которая составляет чуть более 1,3 миллиона миль в час, или около 600 километров в секунду. Если это так, то планетной системе суждено пересекать межгалактическое пространство много миллионов лет в будущем.

«Чтобы убедиться, что недавно идентифицированная звезда является частью системы, вызвавшей сигнал 2011 года, мы хотели бы снова взглянуть на нее в другой год и посмотреть, перемещается ли она на нужную величину и в правильном направлении, чтобы подтвердить, что она исходит из точки, где мы зафиксировали сигнал», — сказал Беннетт.

«Если наблюдения с высоким разрешением покажут, что звезда просто остается в том же положении, то мы можем точно сказать, что она не является частью системы, вызвавшей сигнал», — сказала Апарна Бхаттачарья, научный сотрудник Мэрилендского университета, Колледж-Парка и NASA Goddard, которая стала соавтором новой статьи. «Это означало бы, что модель планеты-изгоя и экзолуны является предпочтительной».

Предстоящий космический телескоп НАСА Nancy Grace Roman поможет нам выяснить, насколько распространены планеты вокруг таких быстрых звезд, и может дать подсказки о том, как эти системы ускоряются. Миссия проведет обследование галактического балджа, сочетая большой вид космоса с четким разрешением.

«В этом случае мы использовали MOA из-за его широкого поля зрения, а затем продолжили с Keck и Gaia из-за их более четкого разрешения, но благодаря мощному обзору Roman и спланированной стратегии обзора нам не придется полагаться на дополнительные телескопы», — сказал Терри. «Roman сделает все».

Больше информации: Sean K. Terry et al, A Candidate High-velocity Exoplanet System in the Galactic Bulge, The Astronomical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-3881/ad9b0f

Источник: NASA