ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗГИБАЕМОГО СВЕТА ДЛЯ КАРТРИРОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ПЛАНЕТНЫХ СИСТЕМ
Современные технологии открывают новые горизонты для астрономии. Об этом можно сказать, опираясь на слова дяди Бена из "Человека-паука" — действительно, новые открытия в астрономии напрямую зависят от используемых инструментов и технологий. Одним из инновационных средств, способных привнести значительные изменения в нашу способность исследовать космос, станет телескоп Nancy Grace Roman, который уже вызывает в научном сообществе большой интерес благодаря своим обещаниям по открытию множества экзопланетных систем. В частности, новый телескоп идеально подходит для обнаружения микролинзирования — астрономического явления, которое может значительно расширить наше понимание сложных планетных систем.
МЕХАНИЗМ МИКРОЛИНЗИРОВАНИЯ
При микролинзировании, когда звезда с заднего плана проходит прямо за звездой на переднем плане, мощная гравитация ближней звезды искривляет свет, согласно общей теории относительности. Это явление позволяет значительно увеличивать яркость далеких звезд и, в данном случае, планет, находящихся за ними. Телескоп Roman специально сконструирован для захвата гравитационных линз и анализа деталей экзопланетных систем, которые были бы невидимы из-за больших расстояний.
Это исследование, проведенное Вито Саггезе из Итальянского национального института астрофизики, предполагает, что новый телескоп сможет обнаружить множество экзопланет в рамках одного микролинзирующего события. Хотя ранее такие наблюдения проводились с использованием других телескопов, эффективность их была ограничена, с успешными результатами лишь в 11 случаях. Это вызывает любопытство относительно действительных возможностей телескопа Roman в этом направлении.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДЕТЕКЦИЮ ПЛАНЕТ
Обнаружение нескольких планет в одном микролизирующем событии представляет собой сложную задачу. Для проверки трудностей, связанных с этой технологией, авторы эксперимента создали 1,3 миллиона синтетических наборов данных, имитирующих "тройные линзы", состоящие из одной звезды и двух планет. Оценка показала, что 66,3% таких систем были правильно идентифицированы, но существует несколько факторов, заметно влияющих на успешность обнаружения.
Первый фактор — это расстояние планеты от своей звезды. В работе выделены три категории: близкие, далекие и "резонирующие" планеты. Резонирующие планеты, находящиеся рядом с кольцом Эйнштейна, имеют наилучшие шансы на обнаружение — до 93%. В случае "далеких" планет вероятность снижается до 55%. Близкие планеты занимают промежуточное положение по эффективности обнаружения.
Второй важный аспект — это масса планет. Если обе планеты массивные (размером с Юпитер или больше), вероятность их обнаружения возрастает до 90%. В то же время, если обе планеты маленькие, они зачастую теряются в "шумах", добавленных в синтетические кривые света для имитации реальных условий. В смешанных системах, где присутствует и массивная, и небольшая планета, результаты могут быть неоднозначными.
ПРОГНОЗЫ И ОЖИДАНИЯ
Авторы исследования оценивают, что в течение операционного времени миссии телескоп Roman ожидает зафиксировать 64 событий тройного микролизирования, что составит около 4,5% всех экзопланетных событий микролинзирования, которые предполагается обнаружить. Это приведет к увеличению общего числа наблюдаемых систем в шесть раз, предоставляя новые данные о процессе формирования планет и закономерностях их орбит.
Таким образом, новые технологии, такие как телескоп Nancy Grace Roman, не только расширяют наши представления о космосе, но и открывают двери для новых научных открытий, которые могут изменить наше понимание вселенной и наших мест в ней.
