Български принос в космическо откритие

Д-р Трифон Трифонов, ръководител на българската група за търсене на екзопланети към проекта EXO-RESTART към катедра „Астрономия“ към Физическия факултет на Софийския университет „Св. Климент Охридски“ е един от водещите автори на научна статия, публикувана в престижното списание Nature. Тя доказва съществуването на екзопланета в тясна двойна звездна система Ню от Октант (ν Octantis), която се намира на 73 светлинни години от Земята, съобщават от Физическия факултет на Софийския университет.

Екзопланетата е открита около по-масивната звезда и е с ретроградна орбита –

т.е. обикаля в посока, обратна на тази на движението на втората звезда спътник. Подобна орбитална конфигурация е наблюдавана за първи път и е ключовa за разбирането на формирането и еволюцията на екзопланети в тесни двойни звезди системи.

За разлика от нашето Слънце повечето звезди във Вселената живеят в двойни или дори в тройни, четворни и т.н. системи. В тях наличието на близки звезди спътници на основната звезда може да окаже неблагоприятно влияние върху образуването на екзопланети около някоя от звездите.

В ново проучване международен екип астрофизици,

ръководен от проф. Ман Хой Ли от Катедрата по науки за Земята и Катедрата по физика към Университета на Хонконг (HKU) и Хо Ван Чен, студент-магистър в HKU, с участието на д-р Трифон Трифонов, потвърждава съществуването на планета в ретроградна орбита в двойната звездна система на Ню от Октант (ν Octantis). Това е първата подобна екзопланета, откривана до момента. Работата на международния екип разкрива в дълбочина ролята на еволюцията на двойната звездна система за произхода на екзопланетата.

Ню от Октант е тясна двойна звездна система, чиято основна звезда – ν Oct A, е от тип звезда субгигант с маса около 1,6 пъти масата на Слънцето. Звездата спътник – ν Oct B, е с маса, равна на около половината от тази на Слънцето. Двете звезди обикалят една около друга с орбитален период от 1050 дни.

За да стигнат до откритието, учените анализират прецизни наблюдения на системата, обхващащи 18 години. За целта използват както архивни, така и нови наблюдения на т.нар. лъчеви скорости на системата. Това са измервания на движението на една звезда по линията на наблюдение, тоест към Земята или отдалечаващо се от нея, породено от наличието на една или повече екзопланети в системата.

За първи път сигнал в наблюденията на лъчеви скорости на тази система е докладван

през 2004 г. от д-р Дейвид Рам, съавтор в настоящото проучване, по време на докторантурата му в Университета в Кентърбъри, Нова Зеландия. Сигналът показва съответствие с наличието на планета с около два пъти по-голяма маса от тази на Юпитер, обикаляща около основната и по-масивна звезда, ν Oct A, с период от около 400 дни.

Съществуването на такава планета обаче става предмет на дебат в научния свят. Причината е, че орбитата ѝ би била твърде близо до втората звезда в системата, което би направило системата нестабилна, освен ако планетата не се движи по ретроградна орбита в посока, обратна на тази на звездата спътник в системата. Екзопланетата остава непотвърдена през 2004 г., тъй като не е имало наблюдателни данни и случаи за друга подобна планета, а съществуват и силни теоретични доводи срещу образуването и динамичната стабилност в подобна орбита.

За да отговори на въпроса дали в системата на ν Октант има екзопланети,

международният изследователски екип провежда нови високопрецизни наблюдения на лъчевите скорости с помощта на спектрографа HARPS, монтиран на 3,6-метровия телескоп на Европейската южна обсерватория (ESO) в Ла Сия, Чили. Използвани са и данни от инструмента SPHERE на телескопа VLT (ESO) в Паранал, отново в Чили. Новите данни, заедно с анализа на архивни данни, извън всякакво съмнение потвърждава съществуването на екзопланета в ретроградна орбита – първото такова откритие в екзопланетната астрономия до момента.

Втори ключов принос на новото проучване е определянето на типа на звездата спътник ν Oct B.

Данните от инструмента SPHERE показват, че тя най-вероятно е звезда с огромна плътност от тип „бяло джудже“ с маса около 60% от тази на Слънцето, но затворена в обем, близък до този на Земята.

Това са звезди, които са в крайния етап на своя еволюционен път и са преминали през фазата на червения гигант, като са изхвърлили значителна част от своята маса. Последното означава, че когато системата е образувана, ν Oct B всъщност е била по-масивната звезда в системата.

„Открихме, че системата е на около 2,9 милиарда години и че ν Oct B първоначално е била с маса, около 2,4 пъти по-голяма от тази на Слънцето, като е еволюирала до бяло джудже преди около 2 милиарда години. Нашият анализ показа, че планетата не е могла да се образува около ν Oct A едновременно със звездите“, разказва Хо Ван Чен, водещ автор на новото проучване.

Как тогава се е образувала новооткритата планета?

„Когато ν Oct B еволюира в бяло джудже преди около 2 милиарда години, планетата може да се е образувала в ретрограден диск от материал около ν Oct A. Този материал е натрупан от масата, изхвърлена от ν Oct B. Алтернативно, планетата може да е била прихваната от права орбита около двойната система в ретроградна такава около ν Oct A“, обяснява проф. Ман Хой Ли.

Д-р Трифон Трифонов от Центъра за астрономия към Университета в Хайделберг, Германия, и Физическия факултет на Софийския университет подчертава значението на откритието.

„Може да сме свидетели на първия убедителен случай на планета от второ поколение: или прихваната, или пък образувана от материя, изхвърлена от звездата ν Oct B, загубила повече от 75% от първоначалната си маса, за да се превърне в бяло джудже“, споделя той.

Работата на д-р Трифон Трифонов е подкрепена от ръководения от него проект EXOplanetary dynamics and stability: Reverse Engineering of STable multiplanetary ARchitecTures (EXO-RESTART), финансиран от Фонд „Научни изследвания“ по Националната научна програма „Върхови изследвания и хора за развитие на европейската наука“ 2021 (ВИХРЕН 2021).

Астрономите продължават да търсят екзопланети в различни системи.

Новото проучване показва, че планетите в тесни двойни системи с еволюирали звездни компоненти предоставят уникална и изключително ценна информация за образуването и еволюцията на планетите.

Научната публикация е достъпна тук. Повече за проекта EXO-RESTART можете да откриете тук.

Свързани статии:

Магията на XV софийски фестивал на науката Глобален лидер в производството на смартфони ще финансира следващо поколение AI технологии в българския INSAIT Официално: Tараклийският държавен университет е поделение на РУ „Ангел Кънчев“ 170 ученици със спектакъл за празниците на професионалното танцово изкуство