Астрономы впервые смогли однозначно измерить массу экзопланеты-сироты и расстояние до нее. Это удалось сделать для сатурноподобной экзопланеты, вызвавшей поярчание далекого красного гиганта за счет гравитационного микролинзирования, которое наблюдалось как наземными обсерваториями, так и космическим телескопом Gaia.
Экзопланеты-сироты (или свободно плавающие экзопланеты) могут возникать в дисках вокруг звезд, откуда они позднее выбрасываются, или же за счет гравитационного коллапса молекулярных облаков — в случае наиболее массивных тел планетарного масштаба такого рода, которые уже близки к коричневым карликам. Основным методом поисков и изучения этих необычных и редких объектов, впервые найденных в начале века, остается гравитационное микролинзирование. Ученые ищут кратковременные (не более суток) случаи увеличения яркости фоновых звезд, которые возникают за счет искривления траекторий фотонов гравитацией небольшого объекта, проходящего между наблюдателем и звездой.
Важным недостатком гравитационного микролинзирования остается неопределенность значения массы найденных экзопланет-сирот, так как точная дистанция до них неизвестна, а одна и та же кривая блеска события микролинзирования может соответствовать нескольким теоретическим моделям. Поэтому ни для одной экзопланеты-сироты, найденной подобным образом, до сих не было получено значения непосредственно измеренной массы.
Группа астрономов во главе с Субо Донгом (Subo Dong) из Пекинского университета сообщила об открытии новой экзопланеты-сироты при помощи гравитационного микролинзирования, для которой впервые удалось измерить как массу обнаруженного объекта, так и дистанцию до него. Речь идет о событии микролинзирования KMT-2024-BLG-0792 (или OGLE2024-BLG-0516), достигшего пика яркости 3 мая 2024 года. Его одновременно обнаружили наземные проекты KMTNet и OGLE. Дополнительные спектроскопические наблюдения за фоновой звездой были проведены 4 мая 2024 года при помощи спектрографа MIKE, установленного на Магеллановых телескопах.
Уникальным свойством KMT-2024-BLG-0792 стал тот факт, что поярчание звезды наблюдалось не только наземными телескопами, но и космическим телескопом Gaia, что позволило получить кривые блеска микролинзирования от двух удаленных друг от друга на известное расстояние наблюдателей. Оценив также параллактический угол, исследователи смогли оценить расстояние до объекта-линзы, а также напрямую измерить его массу.
Оказалось, что в роли источника излучения выступал малометалличный красный гигант из балджа Млечного Пути, расположенный в 25,86 тысячи световых лет от Солнца, а в роли линзы — объект с массой 0,219 массы Юпитера (что близко к массе Сатурна), удаленный от Солнца на 9,94 тысячи световых лет.
Ученые пришли к выводу, что обнаруженная экзопланета образовалась в протопланетном диске родительской звезды, а затем была выброшена прочь. Кроме того, KMT-2024-BLG-0792 дает прямое подтверждение того, что похожие на него события микролинзирования действительно вызваны экзопланетами-сиротами.
Статья опубликована в журнале Science.
Автор: Александр Войтюк