Астрономы впервые зарегистрировали движение всей планетной системы TRAPPIST-1 методом радиальных скоростей
Астрономы впервые обнаружили сигнал всей планетной системы TRAPPIST-1 методом радиальных скоростей — способа измерения небольших колебаний звезды под действием гравитации вращающихся вокруг неё планет. Полученный результат стал независимым подтверждением параметров одной из самых известных систем экзопланет, состоящей из семи миров размером с Землю.
TRAPPIST-1 находится примерно в 40 световых годах от Земли и представляет собой ультрахолодный красный карлик, вокруг которого обращаются семь каменных планет. Ранее их массы в основном определяли с помощью метода вариаций времени транзитов — по небольшим изменениям моментов прохождения планет перед диском звезды. Новый анализ был направлен на проверку этих данных с помощью другого метода наблюдений.
Для исследования учёные использовали данные инфракрасных спектрографов SPIRou и NIRPS, которые позволяют измерять скорость движения звезды вдоль луча зрения с высокой точностью. Анализ показал, что современные наблюдения пока недостаточно точны, чтобы надёжно определить движение каждой из семи планет отдельно, однако исследователям удалось впервые выделить общий радиально-скоростной сигнал всей системы.
Сигнал оказался статистически значимым: вероятность того, что обнаруженный эффект связан со случайностью, соответствует отношению шансов около 1860 к 1. Измеренная полуамплитуда колебаний звезды составила 3,65 м/с, а для планеты TRAPPIST-1 b была получена масса 1,31 ± 0,29 массы Земли. Это значение хорошо совпало с предыдущими оценками, полученными методом транзитных вариаций: 1,374 ± 0,069 массы Земли.
Полученный важен, потому что метод радиальных скоростей позволяет напрямую оценивать массу планет и является одним из ключевых инструментов в изучении экзопланет. В случае TRAPPIST-1 он особенно сложен из-за малой массы звезды и активности красного карлика, которые создают собственные изменения скорости и могут скрывать слабые сигналы планет.
Кроме определения общего движения системы, наблюдения позволили проверить наличие более далёких массивных планет. Данные NIRPS исключили существование планет с массой Сатурна на орбитах с периодом до 2,7 года, а также объектов массой Нептуна с периодами менее 20 суток.
Учёные также изучили активность самой звезды TRAPPIST-1. Период её вращения по данным радиальных скоростей составил 3,22 ± 0,22 суток, что совпадает с ранее наблюдаемым периодом около 3,3 суток по данным космических телескопов K2 и TESS. Это подтверждает, что часть наблюдаемых изменений связана с вращением звезды, а не с неизвестными планетами.
В дальнейшем исследователи рассчитывают повысить точность измерений, чтобы получить отдельные радиально-скоростные сигналы всех планет TRAPPIST-1. Это позволит ещё точнее определить их массы, плотности и состав, а также лучше оценить условия на планетах, находящихся в потенциально пригодной для жизни области вокруг красного карлика.