Звезда Тау Кита известна, несомненно, всем любителям научной фантастики. Потому что это одна из ближайших к нам звезд солнечного типа. Чтобы достичь этого объекта, нужно преодолеть всего лишь каких-то двенадцать световых лет.😊
Эта замечательная звезда немного меньше Солнца. Ее масса составляет около 78% массы нашей звезды, и она имеет спектральный класс G8. Но самое интересное состоит не в этом. А в том, что вокруг Тау Кита вращается целая планетная система!
Планеты системы Тау Кита
Ученые абсолютно уверены в том, что она существует. Однако изучение планет системы Тау Кита оказалось не таким простым делом, как хотелось бы.
В декабре 2012 года группа исследователей под руководством финского лыжника😁 астронома Микко Туоми открыла не менее пяти планет, вращающихся вокруг Тау Кита. Но, к сожалению, их открытие было поставлено под сомнение главным врагом охотника за экзопланетами: помехами. Или шумом.
Именно шум является основным фактором, ограничивающим чувствительность как метода радиальной скорости, так и метода транзита. Но что мы имеем в виду, когда говорим о шуме? Если бы звезды были простыми сферами, которые стабильно и непрерывно излучают свет, было бы намного проще обнаружить экзопланеты. Но звезды имеют плохую привычку вращаться вокруг своей оси. И еще изменять свою яркость в краткосрочной перспективе. Даже если мы сейчас говорим не о полноценных переменных звездах. Ведь даже наше Солнце (очень спокойная звезда) периодически меняет свою светимость. Незначительно, но все же меняет. Это происходит из-за вспышек, солнечных пятен и всяких других эпизодов звездной активности.
Все эти вещи астрономы и называют шумом, когда говорят об обнаружении экзопланет. И им бывает порой очень сложно предсказать и смоделировать активность той или иной звезды. Удаленной, к тому же, на расстояние в несколько световых лет.
Ох, уж эти помехи!
Шумы напрямую влияют на транзитный метода поиска экзопланет. Потому что вызывают непредсказуемую изменчивость яркости звезды. А это весьма затрудняет обнаружение экзопланеты.
Шумы также сильно влияют и на метод лучевых скоростей. Напомню, что применение этого метода позволяет обнаруживать планеты путем измерения скорости «колебания» звезды с использованием эффекта Доплера. Он возникает из-за присутствия в планетарной системе одной или нескольких планет. Хотя яркость при этом не измеряется, как в транзитном методе, звездная активность и вращение звезды интерпретируются спектрометрами как ложные изменения скорости. То есть как помехи.
По логике вещей выходит так, что чем ярче звезда, тем сложнее будет обнаружить планеты вокруг нее. Например, чтобы найти Проксиму b, ближайшую к Земле экзопланету, команде исследователей пришлось тщательно проанализировать яркость звезды с использованием специально настроенного прибора, с помощью которого ученые пытались обнаружить планеты методом лучевых скоростей.
В последние годы инструменты, работающие этим методом, достигли впечатляющей чувствительности. И могут измерять лучевые скорости с точностью до 4 км/ч (1 м/с). Один метр в секунду! Удивительно, как астрономам удалось добиться такой точности? Подобные технологии позволяют исследователям легко обнаруживать суперземли в обитаемой зоне звезд солнечного типа. Но все же этого недостаточно, если мы хотим открывать планеты размером с Землю. Для этого нам нужна точность порядка десяти сантиметров в секунду. К сожалению, хотя у нас уже есть инструменты нового поколения, которые теоретически способны на это, шумы пока не позволяет нам достичь этого рубежа.
Преодолеть барьер
Так как же преодолеть этот ужасный барьер?
Группа астрономов, включая вышеупомянутого Туоми, а также такие люди, как Стивен Фогт, Пол Батлер или Гиллем Англада-Эскуде (первооткрыватель Проксимы b), несколько лет назад предложили новую технологию. Она получила название «метод дифференциальных лучевых скоростей». И ученые применили эту технологию к системе Тау Кита.
Исследователи обнаружили, что шумы сильно зависят от длины волны. Поэтому, если наблюдать звезду на разных длинах волн, можно увидеть «разные шумы». Соответственно, их позже будет легче отфильтровать. Звезда Тау Кита была выбрана для проверки новой технологии потому, что это очень тихая звезда. И даже менее шумная, чем Солнце.
Ученые проанализировали почти девять тысяч наблюдений (!) звезды Тау Кита, выполненных спектрометром HARPS 3,6-метрового телескопа в Ла Силья (Чили) в период с июня 2003 года по сентябрь 2013 года. И еще они использовали данные от обсерватории Кека на Гавайях. И каков же был получен результат? Великолепный! С помощью новой технологии исследователи смогли обнаружить сигналы со скоростью до 30 сантиметров в секунду! Это большое достижение! И оно позволило открыть четыре планеты в системе Тау Кита. Периоды их обращения вокруг звезды составляют соответственно 20, 49, 160 и 600 суток.
Все оказалось не так
Хм. А как же быть с теми планетами, существование которых предполагалось ранее? Да ничего хорошего. Новый анализ показал, что три самых внутренних предполагаемых экзопланеты – Тау Кита b, c и d – на самом деле не существуют. Однако подтверждается присутствие Тау Кита e и f. Оба этих тела имеют минимальную массу в четыре раза большую, чем масса Земли. Чтобы избежать путаницы, две новые внутренние планеты были названы Тау Кита g и h соответственно. Обе они имеют минимальную массу, в 1,8 раза большую массы Земли.
Но это не самое главное. Интересно то, что Тау Кита e и f находятся на внутренней и внешней границах обитаемой зоны соответственно. Жалко, что как раз они самые массивные из всех планет системы. Но в любом случае хорошо то, что что на их поверхности может быть жидкая вода.
Что же все это означает друзья мои? Послушаем по этому поводу Владимира Семеновича.😉