Экзопланета Kepler-16 b

Kepler-16 b — экзопланета у двойной звезды Kepler-16 AB в созвездии Лебедя. Объект находится в 245 световых годах от Земли. Обнаруженная в 2011 году, она стала первой планетой, которая вращается вокруг обеих звезд одновременно. Звезды похожи на Солнце, хотя имеют меньшую массу и более холодные. Одна из них, называемая Kepler-16A, относится к K-типу, примерно на  30% меньше массы Солнца и со светимостью 15% от яркости Солнца. Другой, Kepler-16B, является красным карликом, массой всего 1/5 массы Солнца и менее 1% яркости нашей звезды. Две звезды вращаются вокруг друг друга на расстоянии около 33 миллионов км, на это уходит 41 день.

Технически планета называется Kepler-16 (AB) b, но все называют ее Kepler-16b для краткости. Она была обнаружена с помощью метода транзита. Мы видим ее орбиту прямо перед двумя звездами. Когда это происходит, это создает мини-затмение, блокируя немного звездного света. Количество заблокированного света говорит нам о размере планеты. Экзопланета Kepler-16b примерно ¾ от размера Юпитера, поэтому немного меньше Сатурна. Она обращается вокруг звезд каждые 229 дней, на расстоянии около 160 миллионов км. Это примерно на том же расстоянии, что и Венера от Солнца, но поскольку две звезды в двойной системе намного холоднее Солнца, температура Kepler-16b, вероятно, довольно холодная, больше похожая на марсианскую и составляет  от -150 до -170 ºС.

Масса — это ключевой показатель. Когда мы знаем размер и массу, мы можем определить плотность, и это говорит нам, из чего состоит планета. Газовые гиганты имеют очень низкую плотность, ледяные миры больше, каменистые еще больше, а планеты, подобные Земле с большим количеством железа, довольно плотные.

Один из способов найти это — использовать другой метод, называемый методом радиальной скорости. Планета и ее звезда вращаются вокруг своего центра масс, причем более легкая планета движется по большой орбите, а звезда — по меньшей. Когда звезда движется, ее свет смещается, укорачивая длину волны по мере приближения к нам и удлиняя по мере удаления. Это можно измерить, и на самом деле именно так были обнаружены самые первые несколько планет в начале 1990-х годов.

Это намного сложнее сделать с двойными звездами. Разделить два сигнала очень сложно, а усложняющий сигнал планеты слабый. До сих пор это никогда не делалось раньше.

Но астрономы объявили, что они действительно сделали это измерение. Это было нелегко, но это было возможно. В этом случае у них было преимущество: меньшая из двух звезд настолько слабая, что ее свет почти не влияет на то, что мы видим из системы. Эффекты скорости двух звезд, вращающихся вокруг друг друга, можно легко увидеть в свете от более яркой звезды, но другая звезда не дает никакого реального света. Это значительно облегчило обнаружение планетарного сигнала.

Когда они посчитали, то обнаружили, что масса планеты в 0,313 ± 0,039 раза превышает массу Юпитера. Это примерно в 10 раз больше массы Земли или немного меньше, чем у Сатурна. Огромный мир. Но ее плотность немного меньше, чем у воды, а это значит, что она должна быть газовым гигантом. Например, Юпитер имеет аналогичную плотность.

Справедливости ради, масса планеты была измерена раньше, с использованием другого метода. Мы также видим орбиту двух звезд которые вращаются вплотную, поэтому они затмевают друг друга. Время этих затмений легко измерить. Но, когда она вращается, гравитация планеты притягивает две звезды. Исходя из этого, можно оценить массу, и оказалось, что она … примерно 30% от массы Юпитера. Неплохо. Два метода согласуются! Это дает нам некоторую уверенность в том, что все определено правильно.