Суперземли скрываются вдали от звёзд: революционное открытие сети KMTNet

С помощью Корейской сети телескопов для микролинзирования (KMTNet) астрономы обнаружили, что суперземли — экзопланеты, масса которых превышает земную, но меньше газовых гигантов, — встречаются во Вселенной значительно чаще, чем предполагалось. Исследование показало, что эти планеты могут обращаться вокруг своих звёзд на расстояниях, сопоставимых с орбитами Юпитера и Сатурна в Солнечной системе.

«Раньше учёные знали, что малых планет больше, чем крупных, но теперь мы выявили неожиданные аномалии в этом распределении — избытки и дефициты. Это открывает новые горизонты», — пояснил соавтор работы Эндрю Гулд, заслуженный профессор Университета штата Огайо.

Хотя планеты вблизи звёзд обнаружить проще, суперземли с протяжёнными орбитами долго оставались «невидимками». По оценкам Гулда, как минимум у каждой третьей звезды есть суперземля на юпитерианской дистанции, что указывает на их повсеместное распространение.

Ключевым инструментом стал метод микролинзирования — явление, при котором гравитация звезды или планеты искривляет свет фонового светила, создавая кратковременную вспышку. Анализируя такие колебания яркости, учёные идентифицировали OGLE-2016-BLG-0007 — суперземлю вдвое массивнее нашей планеты, чья орбита дальше сатурнианской.

Открытие разделило экзопланеты на две группы: суперземли/нептуноподобные миры и газовые гиганты вроде Юпитера. Это помогает понять эволюцию планетных систем. Исследование, опубликованное в журнале Science международной командой из Китая, Кореи, Гарварда и Смитсоновского института, сопоставило данные с теориями формирования планет. Оказалось, что, несмотря на сходство масс, процессы их рождения могут различаться.

«Доминирующая гипотеза — образование гигантов через неконтролируемую аккрецию газа. Но есть и альтернатива — гравитационная нестабильность. Пока мы не можем выбрать между ними», — отметил Гулд.

Обнаружение микролинзирования — редкая удача: из 5000+ известных экзопланет лишь 237 найдены этим методом. «Поймать такое событие невероятно сложно, а событие с планетой — сложно в квадрате. Мы просматриваем сотни миллионов звёзд, чтобы обнаружить хотя бы сотню подобных случаев», — подчеркнул соавтор Ричард Погге, профессор астрономии из Огайо.

Три телескопа KMTNet в ЮАР, Чили и Австралии непрерывно сканируют небо. Система KMTCam, разработанная в Университете Огайо, стала технологическим сердцем проекта. «Мы, как палеонтологи, восстанавливаем не только историю Вселенной, но и механизмы её работы. Соединить эти пазлы — невероятно вдохновляет», — заключил Погге.

Эти открытия ставят новые вопросы. Например, почему суперземли так часто формируются на окраинах систем? Возможно, их миграция к звезде блокируется гравитацией гигантов, или же они рождаются в холодных регионах протопланетных дисков. Учёные KMTNet планируют расширить поиск, подключив искусственный интеллект для анализа данных. Это ускорит обнаружение редких событий и, возможно, раскроет тайну «одиноких» планет-странников, не привязанных к звёздам.

«Каждая новая суперземля — это окно в разнообразие галактики, — говорит астрофизик Ли Минь из Пекинского университета. — Чем больше таких миров мы находим, тем яснее становится: стандартных сценариев формирования планет недостаточно. Вселенная любит удивлять».

Следующая цель — поиск аналогов Земли в зонах обитаемости с помощью микролинзирования. Хотя такие миссии потребуют decades наблюдений, они могут ответить на главный вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?