eso1204ru — Научный релиз

Популяция планет многочисленна

планеты вокруг звезд -- правило, а не исключение

11 января 2012 г.

Международная исследовательская группа, в которую входят три астронома из Европейской Южной Обсерватории (ESO), использовала метод гравитационного микролинзирования для количественной оценки частоты встречаемости планет в Млечном Пути. После шестилетнего обзора миллионов звезд группа заключила, что планеты вокруг звезд являются правилом, а не исключением. Этот результат будет опубликован в журнале Nature 12 января 2012 г.

За последние 16 лет астрономы зарегистрировали более 700 подтвержденных экзопланет [1] и уже начали анализировать спектры (eso1002) и атмосферы (eso1047) этих миров. Изучение свойств отдельных экзопланет имеет бесспорную ценность, однако остается нерешенной гораздо более фундаментальная проблема: насколько обычное явление представляют собой планеты в нашей галактике Млечного Пути?

Большинство известных сейчас экзопланет обнаружено либо из анализа гравитационного воздействия планеты на свою звезду, либо по ослаблению света звезды в момент, когда планета проходит между звездой и наблюдателем и происходит небольшое «звездное затмение». Оба эти метода гораздо более чувствительны к тем планетам, которые либо имеют большую массу, либо расположены близко к своей звезде, либо совмещают оба этих свойства; многие планеты остаются незамеченными.

Международная группа астрономов провела поиск экзопланет совершенно другим методом — методом гравитационного микролинзирования. Эта техника позволяет обнаруживать планеты в широком диапазоне масс, и такие, которые лежат гораздо дальше от своих звезд.

Арно Кассан (Arnaud Cassan, Institut dʼAstrophysique de Paris), ведущий автор статьи в «Nature», объясняет: "Мы искали признаки существования экзопланет по накопленным за шесть лет данным наблюдений явлений микролинзирования. Полученные нами результаты замечательным образом свидетельствуют о том, что в нашей Галактике планет больше, чем звезд. Мы также обнаружили, что более легкие планеты, которые можно назвать «сверх-Землями» или «холодными Нептунами», должны встречаться чаще, чем более тяжелые".

Астрономы использовали наблюдательные данные, предоставленные группами PLANET [2] и OGLE [3]. Эти наблюдения позволяли зарегистрировать экзопланеты на основании следующего физического эффекта: гравитационное поле центральной звезды в сочетании с полем планет, возможно, окружающих эту звезду, действует как линза, усиливающая блеск звезды фона. Если у звезды, которая служит гравитационной линзой, имеется планета, то эта планета может внести заметный вклад в увеличение блеска фоновой звезды.

Жан-Филипп Болье (Jean-Philippe Beaulieu, Institut d'Astrophysique de Paris), руководитель совместного исследовательского проекта PLANET, добавляет: "Совместный проект PLANET был задуман с целью отследить перспективные события микролинзирования при помощи всемирной сети телескопов, размещенных в южном полушарии, от Австралии и Южной Африки до Чили. Телескопы ESO внесли в эту базу данных огромный вклад”.

Микролинзирование – очень мощный инструмент, с помощью которого потенциально возможно регистрировать экзопланеты, необнаружимые никакими другими методами. Но для того, чтобы заметить событие микролинзирования, требуется очень редко встречающееся взаимное расположение фоновой и линзирующей звезды. А чтобы при этом можно было зарегистрировать наличие планеты, вдобавок к этому необходима определенная ориентация планетной орбиты.

Хотя по этим причинам поиск планет методом микролинзирования – задача очень непростая, во всем массиве данных, накопленных за шесть лет в проектах PLANET и OGLE, было зарегистрировано три экзопланеты: «сверх-Земля» [4] и две планеты с массами, сравнимыми с Нептуном и Юпитером. При ограничениях метода микролинзирования это впечатляющий улов! Либо астрономам так невероятно повезло с этими тремя планетами, будто они выиграли миллион в рулетку, либо планеты так распространены в Млечном Пути, что наткнуться на них -- дело почти неизбежное [5].

Следующим шагом исследователей было объединение информации о трех удачных случаях обнаружения экзопланет с еще семью обнаружениями, сделанными ранее, а также с огромным количеством случаев в шестилетнем объеме данных, когда экзопланет обнаружено не было — эти гораздо более многочисленные неудачные исходы измерений в статистическом смысле так же важны, как и немногочисленные удачные. Статистический анализ привел к выводу, что одна из каждых шести исследованных звезд обладает планетой с массой, сравнимой с Юпитером, у половины звезд имеются планеты размеров Нептуна, и у двух третей звезд есть «сверх-Земли». Обзор был чувствителен к планетам в диапазоне расстояний между 75 миллионами и 1.5 миллиардами километров от центральной звезды (в Солнечной системе это соответствует интервалу расстояний, в котором находятся орбиты всех планет от Венеры до Сатурна) и с массами в диапазоне от пяти масс Земли до десяти масс Юпитера.

В сумме полученные результаты свидетельствуют о том, что среднее число планет вокруг звезды больше одной. Планеты – правило, а не исключение.

“Когда-то мы думали, что Земля может быть уникальным объектом в Галактике. Но сейчас похоже на то, что вокруг звезд Млечного Пути обращаются буквально миллиарды планет с массами, близкими к массе Земли” – заключает Дэниел Кубас (Daniel Kubas), второй ведущий соавтор статьи.

Примечания

[1] Миссия «Кеплер» открывает огромное количество «кандидатов в экзопланеты», которые не входят в это число.

[2] Аббревиатура расшифровывается как Probing Lensing Anomalies NETwork. Более половины всего объема данных обзора PLANET, использованных в данном исследовании, получено с Датским 1.54-м телескопом в обсерватории ESO Ла Силья.

[3] Optical Gravitational Lensing Experiment.

[4] Масса «сверх-Земли» лежит между двумя и десятью массами Земли. На текущий момент опубликованы данные о 12 планетах, открытых методом микролинзирования с использованием различных стратегий наблюдений.

[5] В поисках событий микролинзирования астрономы пронаблюдали миллионы звезд. Поскольку точное взаимное расположение звезд, необходимое для регистрации события, крайне маловероятно, за период 2002-2007 гг. наблюдалось всего 3247 событий.  Статистические результаты получены на основании данных об обнаружении и необнаружении планет в репрезентативной выборке из 440 кривых блеска.

Узнать больше

Данное исследование представлено в статье “One or more bound planets per Milky Way star from microlensing observations”, A. Cassan et al., которая должна выйти в выпуске журнала « Nature» 12 января. Состав группы исследователей: A. Cassan (Institut dʼAstrophysique de Paris, France [IAP]; ESO), D. Kubas (IAP), J.-P. Beaulieu (IAP), K. Horne (University of St Andrews, Scotland), M. Dominik (University of St Andrews), J. Greenhill (University of Tasmania, Australia), J. Wambsganss (Heidelberg University, Germany), J. Menzies (South African Astronomical Observatory), A. Williams (Perth Observatory, Australia), U. G. Jørgensen (Niels Bohr Institute, Copenhagen, Denmark), A. Udalski (Warsaw University Observatory, Poland), M. D. Albrow (University of Canterbury, New Zealand), V. Batista (IAP), D. P. Bennett (University of Notre Dame, Notre Dame, USA), S. Brillant (ESO), J. A. R. Caldwell (McDonald Observatory, Fort Davis, USA), A. Cole (University of Tasmania), Ch. Coutures (IAP), K. Cook (Lawrence Livermore National Laboratory, USA), S. Dieters (University of Tasmania), D. Dominis Prester (University of Rijeka, Croatia), J. Donatowicz (Technical University of Vienna, Austria), P. Fouqué (Université de Toulouse, France), K. Hill (University of Tasmania), N. Kains (ESO), J.-B. Marquette (IAP), K. R. Pollard (University of Canterbury, New Zealand), K. C. Sahu (STScI, Baltimore, USA), C. Vinter (Niels Bohr Institute), B. Watson (University of Tasmania), M. Zub (Heidelberg University), T. Sumi (Nagoya University, Japan), M. K. Szymański (Warsaw University Observatory), M. Kubiak (Warsaw University Observatory), R. Poleski (Warsaw University Observatory), I. Soszynski (Warsaw University Observatory), K. Ulaczyk (Warsaw University Observatory), G. Pietrzyński (Warsaw University Observatory), Ł. Wyrzykowski (Warsaw University Observatory).

В 2012 году исполняется 50 лет со дня основания Европейской Южной Обсерватории (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущей межгосударственной астрономической организации Европы и самой продуктивной астрономической обсерватории в мире. В ее работе принимают участие 15 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Чешская Республика, Дания, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Нидерланды, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Объединенное Королевство. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой совершенной в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT, (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером в революционном проекте астрономического телескопа ALMA – величайшем астрономическом проекте в истории. В настоящее время ESO планирует строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – Европейского Сверхкрупного Телескопа 40-метрового класса для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +78123637786
Сотовый: +79112122130
Email: km@gao.spb.ru

Arnaud Cassan
Institut d'Astrophysique de Paris
Université Pierre et Marie Curie , Paris, France
Телефон: +33 1 44 32 80 00
Email: cassan@iap.fr

Daniel Kubas
c/o European Southern Observatory
Email: dkubas@eso.org

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Перевод пресс-релиза ESO eso1204.

О релизе

Релиз №:eso1204ru
Название:Exoplanets, Gravitational Microlensing, Milky Way
Тип:• Milky Way : Cosmology : Phenomenon : Lensing
• X - Cosmology
Facility:Danish 1.54-metre telescope
Science data:2012Natur.481..167C

Изображения

Planets everywhere (artist’s impression)
Planets everywhere (artist’s impression)
только на английском
The Milky Way over the 1.54-metre Danish Telescope at La Silla
The Milky Way over the 1.54-metre Danish Telescope at La Silla
только на английском

Видео

Planets everywhere
Planets everywhere
только на английском

Также смотрите наши