
Астрономы обнаружили планету, обращающуюся вокруг системы из двух звезд. До сих пор у специалистов не было надежных экспериментальных подтверждений существования подобных небесных тел. Работа исследователей опубликована в журнале
Science, а коротко о ней пишет портал ABC News.
Планету, удаленную от Земли на расстояние 200 световых лет, обнаружил запущенный в 2009 году
орбитальный телескоп "Кеплер", который специально предназначен для этой цели. Телескоп отслеживает периодические изменения яркости звезд, вызванные прохождением по их диску планет. В данном случае специалисты наблюдали за системой из двух звезд, масса которых составляет 20 и 69 процентов от массы Солнца, и засекли сразу несколько повторяющихся колебаний яркости. Ученые заключили, что за часть колебаний отвечает планета, а за часть - звезда-компаньон.
По итогам наблюдений астрономы заключили, что планета, названная Kepler-16b, совершает один оборот за 229 дней. Несмотря на то что небесное тело находится рядом сразу с двумя звездами, температура его поверхности, по оценкам астрономов, находится в пределах от минус 70 до минус 100 градусов Цельсия. "Прохлада" объясняется тем, что оба светила имеют очень небольшие размеры, и планета, находящаяся довольно далеко от них, получает недостаточно тепла.
Планета и обе звезды обращаются практически в одной плоскости и в одном направлении. Это обстоятельство указывает, что все они образовались из одного протопланетного облака. Посмотреть анимацию, демонстрирующую, как именно Kepler-16b взаимодействует со своими светилами, можно
тут.
Возможность существования планет возле двойных звезд обсуждалась астрономами очень давно (в научно-фантастических произведениях такие планеты существуют давно, и наиболее известный пример - это планета Татуин из "Звездных войн"). Многие специалисты указывали, что подобные объекты, если и существуют, то встречаются очень редко из-за того, что сложные гравитационные взаимодействия двух звезд должны были бы "разметать" большую часть пыли и газа, из которых формируются планеты, пишет Лента.РУ.
Kepler-16 (KIC 12644769) - двойная звезда, включающая в себя компонент А (оранжевый карлик спектрального класса К массой 0.69 ± 0.004 солнечных масс и радиусом 0.649 ± 0.001 солнечных радиусов) и компонент B (красный карлик спектрального класса М массой 0.2026 ± 0.0007 солнечных масс и радиусом 0.2262 ± 0.0006 солнечных радиусов). Звезды вращаются друг вокруг друга по эллиптической орбите с большой полуосью 0.2243 ± 0.0004 а.е. и эксцентриситетом 0.1594 ± 0.0006, и делают один оборот за 41.07922 ± 0.00008 земных суток. Каждые пол оборота компонент B частично затмевает компонент А, и общий блеск системы падает на 13%. Когда же компонент А частично затмевает компонент B, блеск системы падает только на 1.6%.
Планета Kepler-16(AB) b вращается вокруг пары звезд как целого. Его масса составляет 0.333 ± 0.016 масс Юпитера, радиус оценивается в 0.754 ± 0.003 радиуса Юпитера, что приводит к средней плотности планеты 0.964 ± 0.047 г/куб.см. Планета вращается вокруг барицентра системы по очень близкой к круговой орбите (эксцентриситет ~0.007) на среднем расстоянии 0.705 ± 0.001 а.е., и делает один оборот за 228.78 ± 0.04 земных суток.
Физические параметры Kepler-16(AB) b близки к физическим параметрам Сатурна, однако транзитная планета оказывается несколько плотнее. Сравнив эти параметры с результатами модельных расчетов, авторы открытия пришли к выводу, что примерно половину массы Kepler-16(AB) b (40-60 масс Земли) составляет ядро из тяжелых элементов, в то время как вторая половина приходится на протяженную водородно-гелиевую оболочку. Эффективная температура планеты оценивается в 170-200К при альбедо Бонда, равном 0.2-0.5 (для сравнения, альбедо Бонда Сатурна составляет 0.34).
Плоскость орбиты планеты наклонена к плоскости орбиты звездной пары менее чем на 0.4°.
Для изучения устойчивости этой системы авторы открытия промоделировали ее поведение на протяжении 2 млн. лет. Система оказалась устойчивой. При этом выяснилось, что орбитальные параметры транзитной планеты испытывают периодические колебания с характерным временем изменения, близким к 40 годам. Эксцентриситет орбиты достигал максимального значения 0.009 и опять уменьшался, наклонение орбиты менялось на 0.2°. Но даже такого ничтожного изменения оказалось достаточно, чтобы Kepler-16(AB) b перестала быть транзитной планетой! Так, в начале 2018 года прекратятся транзиты планеты по диску компонента А, и возобновятся только в 2042 году. А транзиты по диску компонента B уже сейчас скользящие, и с мая 2014 года планета Kepler-16(AB) b на 35 лет перестанет его затмевать.
Авторы открытия отмечают, что удивительная компланарность этой системы и низкий эксцентриситет орбиты планеты говорят о том, что планета образовалась из протопланетного диска, окружающего обе звезды, а не была закинута на текущую орбиту в результате планет-планетного рассеяния. Это открытие позволит по-новому взглянуть на процесс формирования планет в системах двойных звезд.