Телескоп «Субару» напрямую увидел вращение суперюпитера вокруг своей звезды

Астрономы путем прямых многолетних наблюдений обнаружили суперюпитер у молодой звезды HIP 54515. На его существование изначально указал анализ параметров движения светила, и подтверждение этой гипотезы стало третьим успешным случаем совместного использования астрометрии и прямых наблюдений для поисков экзопланет. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.

Прямые наблюдения позволяют изучать крупные экзопланеты и коричневые карлики, расположенные на достаточно широких (до сотен астрономических единиц) орбитах вокруг своих звезд, в том числе и проэволюционировавших. Однако слепые поиски экзопланет при помощи прямых наблюдений не очень результативны, поэтому обычно их проводят для звезд, у которых либо уже обнаружены тела планетарного масштаба, либо подозревается их наличие. 

Комбинация прямых наблюдений и высокоточной астрометрии делает процесс обнаружения экзопланет существенно более результативным и повышает точность определения свойств как звезды, так и ее компаньонов. Ученые сначала анализируют данные многолетних наблюдений за положением и движением звезд на небе, чтобы найти признаки гравитационного влияния на них других тел, а затем пытаются обнаружить эти тела при помощи прямых наблюдений.

Группа астрономов во главе с Тейном Карри (Thayne Currie) из Техасского университета в Сан-Антонио сообщила о первом прямом обнаружении экзопланеты в рамках программы OASIS (Observing Accelerators with SCExAO Imaging Survey). Она реализуется на наземном телескопе «Субару», который оснащен системой SCExAO, включающей в себя коронограф и адаптивную оптику для компенсации атмосферной турбулентности. Ученые проанализировали данные прямых наблюдений за звездой HIP 54515, полученные с 30 декабря 2022 года по 13 мая 2025 года.

HIP 54515 находится в созвездии Льва, на расстоянии около 271 светового года от Солнца. Она считается молодой (около 115 миллионов лет) звездой спектрального типа A5V с расчетной массой около 1,88 массы Солнца и эффективной температурой 8,1 тысячи кельвин. Анализ астрометрических данных, полученных телескопами Hipparcos и Gaia, позволил выявить значительное отклонение характера ее движения по небу от линейного, что могло указывать на наличие у нее возмущающего компаньона планетарной природы.

Данные прямых наблюдений за HIP 54515 подтвердили, что компаньон действительно есть и выглядит как тусклый точечный источник излучения вблизи границы маски коронографа, закрывающей саму звезду. HIP 54515b движется вокруг светила по орбите с длиной большой полуоси около 25 астрономических единиц (больше, чем у орбиты Урана, но меньше, чем у орбиты Нептуна), умеренным эксцентриситетом 0,41, периодом около 90 лет и наклонением орбиты около 129 градусов. Масса найденного объекта находится в диапазоне от 17,7 до 19,2 массы Юпитера, радиус составляет около 1,08 радиуса Юпитера, а эффективная температура около 2348 кельвин. Исследователи пришли к выводу, что это суперюпитер, а не коричневый карлик.

HIP 54515b стала третьей экзопланетой, обнаруженной при помощи совместного использования прямых наблюдений и астрометрии. Дальнейшие наблюдения могут помочь разобраться в том, как эволюционируют атмосферы молодых экзогигантов, и определить механизмы, ответственные за возникновение больших эксцентриситетов орбит у ряда массивных экзогигантов. HIP 54515b представляется и одной из потенциальных первых целей для будущего космического телескопа «Роман».

Прямые наблюдения позволяют обнаружить еще только формирующиеся экзопланеты в протопланетных дисках, что важно для проверок теорий планетообразования.