Космический телескоп «Кеплер» помог отыскать «невидимую» экзопланету в системе солнцеподобной звезды KOI-872.

Исследование, завершившееся этим открытием, началось с того, что астрономы обнаружили на орбите KOI-872 транзитную экзопланету b с периодом в ~33,6 дня. «Если бы она двигалась по чисто кеплеровской орбите, её транзиты [прохождения на фоне своего светила] имели бы одинаковую продолжительность и следовали бы друг за другом по строгому графику, — говорит сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Дэвид Киппинг (David Kipping). — Здесь же транзиты могли и «опоздать» на пару часов, и начаться раньше положенного».

«Сбои» периодичности могут иметь разные причины, но наиболее простое объяснение заключается в том, что вокруг KOI-872 обращается ещё одна планета, гравитационно взаимодействующая с первой. Моделирование такой ситуации показало, что в системе звезды на более широкой орбите с периодом в 57 дней действительно должна находиться нетранзитная экзопланета c массой в 0,37 юпитерианской. «Результаты расчётов вполне убедительны: вероятность ошибки составляет менее одного процента», — заявляет представитель Юго-Западного научно-исследовательского института Дэвид Несворны (David Nesvorný).

Вскоре после окончания моделирования астрономы, внимательно просматривая транзитные данные с «Кеплера», обнаружили третью экзопланету у KOI-872 — «суперземлю» с радиусом в 1,7 земного, которая движется по очень узкой орбите с периодом в 6,8 дня. «Мы сразу же попытались выяснить, не могла ли она нарушать периодичность транзитов планеты b, — говорит г-н Несворны. — Как оказалось, относительно небольшая «суперземля» способна сдвинуть транзиты лишь на несколько минут. Чтобы воспроизвести наблюдаемые двухчасовые вариации, её плотность нужно довести практически до плотности нейтронной звезды, а в реальности такое, разумеется, невозможно. Другими словами, мы не отказываемся от своего предположения о существовании экзопланеты c».

Расчётные методы поиска планет использовались и ранее — к примеру, при открытии Нептуна, гравитационное воздействие которого на орбиту Урана в середине XIX века корректно смоделировал французский математик Урбен Леверье. Однако чтобы проверить вычисления Леверье, учёным достаточно было направить телескоп в указанную им точку неба и аккуратно провести наблюдения. В случае KOI-872 процедура будет гораздо более сложной: астрономам придётся долго собирать данные по будущим транзитам планеты b и сравнивать их с тем, что предсказывает модель.

Стоит добавить, что система KOI-872 исследовалась в рамках проекта Hunt for the Exomoons with Kepler, изначально направленного на поиск не экзопланет, а их спутников. «Пока ни одной экзолуны нам найти не удалось, — признаётся г-н Несворны. — Здесь всё зависит от их размеров: если действительно крупные спутники существуют, они будут заметно влиять на транзиты, и когда-нибудь мы такое воздействие обязательно обнаружим. Надеюсь, это произойдёт в ближайшие годы».

Отчёт о моделировании планетной системы KOI-872, подготовленный Дэвидом Киппингом, Дэвидом Несворны и их коллегами из Дании и США, будет опубликован в журнале Science.