Tai tikrai žadina fantaziją ir norą keliauti po kosmosą: trigubi „karštojo Jupiterio“ saulėlydžiai

Nors mokslininkai žino, kad daug planetų turi porą saulių, tačiau planeta, kurios danguje šviečia trejetas ryškių žvaigždžių – daug retesnis radinys. Naujai rastas tolimas pasaulis, KELT-4Ab, sukasi apie vieną žvaigždę. Savo ruožtu apie šią žvaigždę sukasi pora kaimyninių žvaigždžių. Nauji tyrimai parodė, kad šios dvynės žvaigždės skrieja pakankamai arti planetos, kad kiekviena jų šviestų kaip mėnulio pilnatis.

Tai ne tik labai nuo Saulės sistemos besiskiriančios žvaigždžių sistemos pavyzdys, – šis keistas išsidėstymas gali padėti geriau suprasti netoli nuo savo žvaigždės skriejančių dujų gigantų – „karštųjų Jupiterių“ – vystymąsi.

Trigubas saulėlydis

KELT-4Ab, kurio masė panaši į Jupiterio, apie KELT-A žvaigždę apskrieja per tris dienas. Netoliese esančios KELT-B ir KELT-C žvaigždės viena apie kitą apskrieja per 30 metų, ir drauge apie KELT-A ir jos planetą ratą apsuka maždaug per 4 000 metų.

Jasonas Eastmanas, asocijuotasis Harvard-Smithsonian astrofizikos centro mokslininkas, dviem robotizuotais teleskopais Arizonoje ir Pietų Afrikoje, sudarančiais Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT), atlikto tyrimo, aptikusio KELT-A, apie ją skriejančią įkaitusią planetą ir tolesnę KELT-BC žvaigždžių porą, tyrimo pagr. autorius.

Nors planetos atmosferos sudėtis dar nežinoma, Eastmanas sakė Space.com, kad atmosferoje virš planetos (kadangi ant jos paviršiaus stovėti neįmanoma), pagrindinė žvaigždė atrodytų ~40 didesnė už Saulės vaizdą Žemėje. Žvaigždžių poros nariai būtų beveik tokie šviesūs kaip Mėnulio pilnatys, nors be gero teleskopo jos labiau primintų mažylio piršto atstumu esančius du šviesos taškus danguje .

„Šios dvi žvaigždės viena apie kitą apsisuka maždaug per 30 metų, ir per 4 000 metų jos apsuka ratą apie KELT-4A“

J. Eastman.

Planetos žvaigždžių trejetuose – retas dalykas; KELT-4Ab yra vos ketvirta žinoma trijų žvaigždžių sistema. Iš jų KELT-A – ryškiausia pagrindinė žvaigždė, ne tik todėl, kad yra karštesnė žvaigždė už kitas žinomų trejeto sistemų, bet ir dėl artumo Žemei – vos už 680 šviesmečių.

Tyrimas buvo publikuotas Astronomical Journal.

Karštieji Jupiteriai

„Karštųjų Jupiterių iš viso neturėtų būti. Nė vieno,“ sakė Eastmanas.

„Jupiterio dydžio dujinės planetos turėtų susiformuoti daug toliau [nuo pagrindinės žvaigždės] ir likti ten, kaip kad mūsų Jupiteris,“ sakė jis. „Kaip konkrečiai jie atsidūrė taip arti, yra atviras klausimas, bet pagal vieną teoriją, jie migruoja dėl sąveikos su trečiu objektu – šiuo atveju, su trečiuoju ir ketvirtuoju KELT-BC objektu.“

Kai astronomai kūrė pirmąsias planetų formavimosi teorijas, jie tegalėjo remtis tik Saulės sistemos planetomis. Kai pirmosios atrastos planetos pasirodė esančios dujiniai gigantai, apie savo žvaigždes apskriejantys vos per kelias dienas, egzistuojanti planetų formavimosi teorija buvo apversta žemyn galva ir mokslininkams tenka gerokai palaužyti galvas, kad suprastų, kaip naujai stebimos sistemos įmanomos. Dauguma mokslinikų sutaria, kad masyvieji pasauliai į užimamą poziciją nukeliavo jau susiformavę, stumtelėti gretimų planetų, žvaigždžių ar kitų procesų, paaiškino Eastmanas.

„KELT-4Ab planetą taip netoli žvaigždės galėjo nutempti dvinarė KELT-4BC sistema“ sakė Eastmanas.

Naudodami KELT duomenis, mokslininkai identifikavo potencialią KELT-4Ab planetą, kurios buvimą paskui patvirtino keliais kitais instrumentais. Kaip ir geriau žinomas NASA Kepler zondas, KELT egzoplanetų ieško tranzito metodu, stebėdamas Žemę pasiekiančios šviesos sumažėjimą, kai planeta kerta žvaigždės diską.

„KELT [nuo kitų tranzito stebėjimų] skiriasi keliais aspektais,“ pažymėjo Eastmanas. „Jo teleskopas mažesnis, didesnis apžvalgos laukas ir didesnis pikselių mastelis nei kitų brandžių tranzitų stebėjimų priemonių.“

Dėl šių ypatybių instrumentas labiau tinkamas ryškesnių žvaigždžių stebėjimui, o tai, pasak Eastmano, leidžia vykdyti platesnius stebėjimus ir charakterizavimus. Tarp jų yra ir galimybė nustatyti, ar planetos orbitinė plokštuma yra yra statmena stebėtojo iš Žemė atžvilgiu, ar pakreipta – taip mokslininkai gali tiksliau apskaičiuoti žvaigždės masę.

Žvilgsnis į ateitį

Kai KELT-4 sistema buvo pirmą kartą užfiksuota 1973 metais, manyta, kad joje yra tik dvi žvaigždės. Tik beveik po 40 metų Eastmanui ėmus stebėti sistemą, viena žvaigždė virto dviem atskiromis.

„Visuose ankstesniuose stebėjimuose KELT-4B ir KELT-4C buvo suplaktos į vieną ir atrodė kaip viena žvaigždė,“ sakė Eastmanas.

Tai nuolatinis iššūkis dvinares sistemas stebintiems mokslininkams – atskirti artimas žvaigždes į dvinares poras. Eastman pažymėjo, kad daug žinomų planetų gali gyvuoti nežinomose trejetų sistemose. Viena iš priežasčių, kodėl taip greitai nustatyta, kad KELT-4 sistemoje yra žvaigždžių pora, o ne atskira žvaigždė – nedidelis os atstumas iki Žemės.

Europos kosmoso agentūros Gaia palydovas, dabar vykdantis penkių metų trukmės misiją, stebės šią trinarę sistemą ateinančius metus. Šie stebėjimai padės tiksliau nustatyti atstumą iki KELT-4A, ir leis tiksliau nustatyti planetos masę ir skersmenį.

„Bet dar labiau jaudina tai, kad Gaia galės išmatuoti KELT-4BC poros judėjimą apie KELT-4A,“ pabrėžė Eastmanas.

Žvaigždžių poros trajektorijos matavimai padės patobulinti modelius, aprašančius, kaip jos galėjo paveikti planetos migraciją, ir pristumti planetą taip arti prie žvaigždės. Tai padės mokslininkams suprasti, kaip karštieji Jupiteriai įsigudrina susiformuoti taip arti savo žvaigždės.

Nola Taylor Redd
www.scientificamerican.com