Вперше знайдено екзопланету з довгою та ексцентричною орбітою

Астрономи описали перший відомий випадок масивної екзопланети, орбіта якої сильно еліптична з дуже далеко розташованим від батьківської зірки апоцентром. Якби така планета перебувала в Сонячній системі, то вона підходила б майже до пояса астероїдів, а потім віддалялася б за орбіту Нептуна. При цьому за масою вона як мінімум втричі важча за Юпітера, пишуть вчені в препринті на arXiv.org.

За останні роки астрономи відкрили понад дві тисячі екзопланет, тобто тих, хто звертається навколо інших зірок планет. Виявилося, що в Галактиці спостерігається велика різноманітність варіантів планетних систем, багато з яких абсолютно не схожі на Сонячну систему. Зокрема, одним з найбільших відкриттів у дослідженні екзопланет стала досить широка поширеність гарячих юпітерів - великих тіл, орбіта яких розташована екстремально близько до батьківського світила.

Вивчення екзопланет цікаве як з точки зору побудови фундаментальної теорії освіти систем, так і в плані прояснення минулого нашого власного оточення. Зокрема, сьогодні вважається загальноприйнятим, що на ранніх етапах відбувається зміна орбіт великих планет, аж до дуже істотних міграцій за відстанню від зірки. Подібне повинно було відбуватися і в Сонячній системі, що повинно було позначитися на метеоритному потоці біля Землі і, отже, вплинути на геологічну історію і формування відповідних для виникнення життя умов.

Окремою проблемою в області дослідження екзопланет є ефекти селекції, тобто виявлення тільки тих об'єктів, чиї властивості сприятливі з точки зору використовуваних способів пошуку. Два основних підходи - метод променевих швидкостей і транзитний метод. Перший спирається на коливання проекції швидкості зірки на промінь зору, породжені рухом навколо спільного з планетою центру мас. Другий використовує невеликі зміни яскравості, які виникають при проходженні планети по диску світила.

Обидва ці методи неефективні для планет з довгими орбітами, так як їх періоди обігу виходять дуже великими. У зв'язку з цим ними практично не відкрито планет з великою напівіссю орбіти вище 5 астрономічних одиниць.

У статті астрономів зі США, Німеччини та Австралії під керівництвом Ендрю Говарда (Andrew Howard) з Каліфорнійського технологічного інституту описано рідкісне відкриття методом променевих швидкостей планети з довгим періодом обігу. Вона знаходиться в системі зірки HR 5183 і тому отримала найменування HR 5183 b. Її маса становить не менше 3,24 юпітеріанських, ексцентриситет орбіти дорівнює 0,84, а один повний оборот по орбіті вона робить приблизно за 74 роки (від 54 до 117 років з урахуванням помилок).

"Ця планета не схожа на жодне тіло в Сонячній системі, але більше того - вона не схожа на жодну іншу відому на даний момент екзопланету, - говорить провідний автор статті Сара Блант (Sarah Blunt). - Інші відкриті планети, розташовані далеко від зірок, зазвичай володіють орбітами з дуже низьким ексцентриситетом, тобто близькі до кола. Той факт, що у цього об'єкта такий високий ексцентриситет говорить про відмінності або в процесі формування, або в еволюції порівняно з іншими планетами ".

Відкриття вдалося зробити завдяки тривалим спостереженням за багатьма зірками. Група Говарда почала використовувати можливості телескопів обсерваторії Кека ще в 1997 році і, зокрема, спостерігала зірку HR 5183. В останні роки HR 5183 b проходила періаст, тобто найближчу до зірки точку траєкторії. На цьому відрізку шляху планета рухається з найбільшою швидкістю, тому найбільшою мірою обурює рух зірки. У результаті це дозволяє як визначити наявність планети, так і за відносно короткий проміжок виміряти положення планети в різних точках, завдяки чому можна визначити параметри її орбіти з високою точністю.

Астрономи поки не можуть сказати, як планета опинилася на такій дивній орбіті. Вони шукали інше масивне тіло в цій системі, але не знайшли нічого підходящого. Можливо, що спочатку було дві планети, але їх гравітаційна взаємодія перевела одну на витягнуту орбіту, а іншу викинуло геть із системи. Автори прогнозують, що велике віддалення планети від зірки потенційно дозволить розглянути її безпосередньо методом прямого спостереження.

Нещодавно астрономи знайшли «заборонену» екзопланету з «пустелі Нептунів», побачили залізні випари з екзопланети, помітили молоду екзопланету в стадії стиснення, а також виявили систему з трьох екзопланет і червоного карлика.