Время прихода пульсаций звезды может указывать на невидимую планету-гигант. Вокруг HD 156295 исследователи выявили предварительный сигнал, соответствующий компаньону массой примерно в 6,3 раза больше массы Юпитера, совершающему оборот вокруг звезды каждые 2 200 дней.
Результат интригует, поскольку он получен от типа звезды, который затрудняет обычные поиски планет. Он также необычно неопределён. В сводке Американского астрономического общества от 25 сентября сообщается, что авторы оценивают вероятность реальности планетарного сигнала чуть выше 50 процентов.
Исследование под руководством Логана Уилсона из Центра астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт изучило 16 440 пульсирующих звёзд типа Дельта Щита, наблюдавшихся космическим аппаратом NASA TESS. Оно отобрало девять возможных субзвёздных компаньонов: восемь больше соответствуют коричневым карликам, и потенциальная планета вокруг HD 156295. Статья появилась в The Astrophysical Journal.
Движущаяся звезда меняет время прохождения света
Гравитация планеты заставляет её звезду двигаться вокруг их общего центра масс. Когда звезда смещается к Земле и от неё, её свет проходит чуть иное расстояние. В результате регулярные пульсации могут приходить раньше или позже.
Представьте часы, тиканье которых передаётся вам с движущейся платформы. Часы могут сохранять ровный ритм, пока время, за которое их сигнал доходит до вас, меняется. В астрономии сигнал распространяется со скоростью света. Достаточное количество точно измеренных моментов прихода может выявить повторяющийся паттерн, соответствующий орбите.
У этого подхода есть устоявшаяся история. Исследование 2014 года Саймона Мёрфи и коллег использовало пульсации в наблюдениях Kepler для выявления звёздных двойных систем. Оно измеряло частоты на длинных кривых блеска, а затем отслеживало изменения фазы пульсации на более коротких интервалах. Полученные кривые задержки несли информацию об орбитах компаньонов.
Несколько мод пульсации дают полезное сравнение. Если орбитальное движение меняет расстояние до всей звезды, разные надёжные моды должны показывать совместимые задержки времени прохождения. Изменение, ограниченное одной модой, ставит другой вопрос о поведении самой звезды. Это делает сравнение между модами частью проверки орбитальной интерпретации.
Меняющаяся яркость звезды становится инструментом
Звёзды типа Дельта Щита имеют множество пульсационных паттернов. Волны, распространяющиеся в их недрах, заставляют части звёзд расширяться и сжиматься, создавая колебания яркости. Их быстрое вращение может усложнять эти паттерны.
NASA описало прорыв в расшифровке некоторых из этих звёзд в 2020 году, когда исследователи выявили подмножество с чёткими пульсационными паттернами. Та работа касалась строения звёзд. Новый поиск компаньонов находит другое применение точно отслеживаемой переменности.
Различие легко упустить. Затемнение, вызванное планетой, пересекающей звезду, измеряет прерывание света. Тайминг пульсаций вместо этого измеряет, когда приходит существующий паттерн яркости. Поэтому он может исследовать компаньонов, не требуя, чтобы они проходили непосредственно между своей звездой и нами.
Ярлык обитаемой зоны описывает орбиту
Для HD 156295 предполагаемый компаньон находится примерно в 3,9 астрономической единицы от своей звезды, near внешнего края расчётной обитаемой зоны. Это почти в четыре раза больше расстояния Земля — Солнце. Более горячая звезда может расположить эту зону дальше, чем Солнце.
Обитаемая зона описывает, где подходящие планеты могли бы сохранять жидкую воду на поверхности. Это не утверждение, что каждый объект внутри неё имеет океан, пригодную для дыхания атмосферу или жизнь.
Компаньон предполагаемой массы был бы планетой-гигантом, а не второй Землёй. Описание газовых гигантов NASA объясняет, почему нельзя просто предполагать привычную твёрдую поверхность. Спутники могли бы стать интересной темой для более позднего исследования, но это исследование не обнаружило ни одного вокруг кандидата.
Следующие наблюдения имеют прогноз для проверки
Орбита в 2 200 дней длится около шести лет. Если задержка происходит из-за орбитального движения, более поздние пульсации должны продолжать согласованный паттерн. Более длительный мониторинг мог бы проверить предложенный период и улучшить оценённые свойства компаньона. Согласие с независимым измерением ещё больше укрепило бы интерпретацию. Прямое изображение, как наблюдения, обсуждавшиеся в нашем отчёте о компаньоне Бетельгейзе, идёт другим путём, ища собственный свет компаньона.
На данный момент HD 156295 — кандидат для дальнейшего наблюдения. Более широкое обещание заключается в методе: переменность, которая когда-то делала звезду трудной для наблюдения, в подходящих случаях может обеспечить часы, необходимые для исследования скрытого компаньона.
Источники: Американское астрономическое общество, The Astrophysical Journal, Логан Уилсон (Центр астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт), NASA TESS.
Ваш комментарий