Космический телескоп Kepler позволил астрономам сделать открытие, о котором они даже не мечтали. Планета с двумя солнцами напомнила ученым киношную планету Татуин.
Учитывая важность открытия, в NASA созвали пресс-конференцию с участием его авторов. О возможности существования планет, похожих на Татуин – планету с двумя солнцами из сериала «Звездные воины» – ученые говорят давно. В научных публикациях последних лет фигурировали двойные звезды, у которых подозревали наличие таких планет. Однако до сих пор астрономы даже не мечтали обнаружить систему двойных звезд, не только заслоняющих друг друга от земного наблюдателя, но и заслоняемых их общей планетой.
Такая редкая конфигурация позволила бы ученым с невиданной точностью определить размеры объектов, их массы и орбитальные параметры. Но для этого астрономам требовалось огромное везение: земному наблюдателю необходимо было оказаться в плоскости орбит двойных звезд, и в той же плоскости должна вращаться планета.
Звездное везение
Так и произошло с двойной звездой Kepler-16 – одной из 155 тысяч звезд, за мельчайшими миганиями которых следит орбитальный телескоп Kepler. Сначала астрономы под руководством Лоранца Дойла (Laurance Doyle) заметили, что звезда значительно меняет свою яркость с периодом в 41 день. Когда более крупная звезда А затмевается меньшей по размерам звездой B, общая их яркость падает на 13%. Во время вторичного затмения общая яркость системы падает лишь на 1,6%. Это связано с тем, что звезда B имеет меньшие размеры и меньшую поверхностную яркость.
Однако вскоре ученые заметили, что в отсутствие главного и вторичного затмений звезд общая яркость системы периодически слегка падает с интервалами примерно 229 дней. Стало ясно, что в плоскости вращения звезд вращается планета, периодически затмевающая то одну, то другую, а иногда и обе звезды. «Благодаря присутствию третьего тела (а именно сдвигам во времени наступления затмений и их длительности) массы, радиусы и орбитальные расстояния всей системы удалось определить в абсолютных, а не в относительных величинах», – пояснили авторы работы в журнале Science.
По длительности третичного и четвертичного затмений ученые подсчитали, что радиус планеты составляет 0,7 радиуса Юпитера. Зная массу (0,3 массы Юпитера), ученые подсчитали плотность планеты – примерно 1 грамм на см3. Астрономы считают, что планета похожа на Сатурн, однако более насыщена тяжелыми элементами и имеет твердое ядро в центре. Они подсчитали, что угол между плоскостями вращения двойных звезд и планеты составляет всего 0,4 градуса. Однако этого будет достаточно, чтобы в 2046 году, как подсчитали астрономы, планета временно перестала затмевать меньшую звезду-хозяйку. Вращение планеты и звезд в одной плоскости указывает на то, что произошли они из одного газопылевого диска.
Тройная система стала настоящей находкой для ученых, так как на основе несложных геометрических и динамических расчетов они смогли точно определить массы и размеры самих звезд, не основываясь на данных об их химическом составе. «Открытие ошеломило нас. Как уже не в первый раз случается – то, что казалось научной фантастикой, оказалось реальностью», – порадовался соавтор исследования Алан Босс (Alan Boss).
