Астрономы из Университета Нью-Мексико вместе с американскими и международными исследователями подтвердили существование новой экзопланеты-гиганта. Это стало возможно благодаря сотрудничеству с учёными-любителями по всему миру.
Подробное описание открытия опубликовано в «The Astronomical Journal». Ведущий автор статьи — аспирант Захра Эссак, доктор философии, соавтор — доцент Диана Драгомир.
Планета, получившая название TOI-4465 b, представляет собой газовый гигант, расположенный примерно в 400 световых годах от Земли. Она была впервые обнаружена спутником NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) как возможное одиночное транзитное событие — краткий момент, когда планета прошла перед своей звездой.
Для подтверждения существования планеты исследователям необходимо было зафиксировать ещё один транзит, который происходит раз в 102 дня, или примерно три раза в год.
«Окна наблюдений чрезвычайно ограничены. Каждый транзит длится около 12 часов, но невероятно редко удаётся получить 12 полных часов тёмного, ясного неба в одном месте», — объяснила Эссак. «Сложность наблюдения транзита усугубляется погодой, доступностью телескопов и необходимостью непрерывного наблюдения».
Чтобы преодолеть эти трудности, команда запустила скоординированную международную кампанию, охватившую 14 стран. В ней приняли участие 24 учёных-любителя из 10 стран, которые использовали свои персональные телескопы для наблюдения за следующим транзитом. Их наблюдения дополнили данные, полученные с помощью профессиональных обсерваторий.
«Открытие и подтверждение TOI-4465 b не только расширяет наши знания о планетах в далёких звёздных системах, но и показывает, как увлечённые любители астрономии могут играть непосредственную роль в передовых научных исследованиях. Это отличный пример силы гражданской науки, командной работы и важности глобального сотрудничества в астрономии», — сказала Эссак.
Помимо учёных-любителей, в исследовании приняли участие профессиональные астрономы, включая студентов, которые провели поддерживающие фотометрические наблюдения. Они измеряли изменения яркости звезды, когда планета проходила перед ней, используя установленные обсерватории.
Несколько ключевых программ сделали возможным это глобальное усилие, включая подгруппу 1 программы наблюдения за последующими событиями TESS (TFOP SG1), сеть Unistellar Citizen Science Network и рабочую группу TESS Single Transit Planet Candidate (TSTPC).
«Что делает это сотрудничество эффективным, так это инфраструктура, стоящая за ним. Сеть Unistellar предоставляет стандартизированное оборудование и конвейеры обработки данных, обеспечивая высококачественный вклад учёных-любителей. TFOP SG1 предлагает глобальную координационную структуру, которая объединяет профессиональных и астрономов-любителей и наблюдательные объекты. Рабочая группа TSTPC под руководством профессора Драгомир объединяет опыт обнаружения и последующих наблюдений, необходимый для этих сложных наблюдений», — сказала Эссак.
TOI-4465 b — это газовый гигант-экзопланета примерно на 25 % больше по радиусу, чем Юпитер, почти в шесть раз массивнее Юпитера и почти в три раза плотнее. Планета имеет слабо эллиптическую орбиту, что приводит к диапазону температур от 375 до 478 К (около 200–400 °F). TOI-4465 b — редкий пример гигантской планеты, которая является большой, массивной, плотной и умеренной, и занимает относительно малоизученную область с точки зрения размера и массы планеты.
Долгопериодические планеты-гиганты, подобные TOI-4465 b, могут служить связующим звеном между экстремально горячими юпитерами, которые вращаются очень близко к своим звёздам, и холодными газовыми гигантами в нашей Солнечной системе.
«Это открытие важно, потому что долгопериодические экзопланеты (определяемые как имеющие орбитальные периоды более 100 дней) трудно обнаружить и подтвердить из-за ограниченных возможностей и ресурсов для наблюдений. В результате они недостаточно представлены в нашем нынешнем каталоге экзопланет», — объяснила Эссак.
«Изучение этих долгопериодических планет даёт нам представление о том, как планетные системы формируются и развиваются в более умеренных условиях».
Большой размер и низкие температуры TOI-4465 b делают её сильным кандидатом для будущих атмосферных исследований с помощью таких телескопов, как космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). Она входит в число лучших долгопериодических экзопланет, доступных для исследований эмиссионной спектроскопии, которые могут раскрыть ключевые детали о её атмосфере.
Это исследование является шестой частью исследования Giant Outer Transiting Exoplanet Mass (GOT “EM). Цель исследования GOT “EM — охарактеризовать долгопериодические транзитные планеты-гиганты, измерив их радиусы и массы с помощью скоординированных последующих наблюдений (транзиты и радиальные скорости соответственно).
Предоставлено Университетом Нью-Мексико.