Астрономы открыли новую экзопланету, названную Kepler-139f, в звездной системе Kepler-139, расположенной примерно в 2000 световых годах от Земли. Этот гигантский мир, масса которого в 35 раз превышает массу Земли, оставался незамеченным из-за особенностей своей орбиты. Исследование, опубликованное 2 мая 2025 года в журнале The Astrophysical Journal Letters, раскрывает, как ученые использовали комбинацию методов для обнаружения этой скрытой планеты, что также помогло уточнить характеристики других миров в системе.

Открытие Kepler-139f

Система Kepler-139 уже известна благодаря трем скалистым суперземлям и одному газовому гиганту, обнаруженным ранее с помощью космического телескопа NASA Kepler. Однако новый мир, Kepler-139f, оказался сложнее для обнаружения, так как он не проходит транзитом — не пересекает диск звезды с точки зрения Земли, что не вызывает заметного затемнения света звезды. Телескоп Kepler, открывший почти 3000 экзопланет за девять лет работы, полагался именно на метод транзитов, который не позволяет увидеть планеты с наклонными орбитами.

Для обнаружения Kepler-139f ученые, включая Калеба Ламмерса из Принстонского университета, применили два метода: радиальную скорость (RV) и вариации времени транзитов (TTV). Метод радиальной скорости измеряет, как планета «тянет» свою звезду, вызывая ее колебания, что позволяет определить массу планеты. TTV, в свою очередь, фиксирует небольшие изменения во времени транзитов известных планет, вызванные гравитационным воздействием других, невидимых миров. Ламмерс отметил: «Когда вы наблюдаете TTV, которые нельзя объяснить известными планетами, можно быть уверенным, что в системе есть невидимый объект».

Комбинируя точные измерения радиальной скорости и TTV, ученые обнаружили Kepler-139f — планету, расположенную между самой дальней суперземлей (Kepler-139c) и газовым гигантом (Kepler-139e). Эта планета, по массе сравнимая с Нептуном (примерно вдвое массивнее), имеет орбитальный период в 355 дней и находится на расстоянии около 1 астрономической единицы от своей звезды.

Уточнение характеристик системы

Открытие Kepler-139f также разрешило загадку, связанную с характеристиками Kepler-139c. Ранее считалось, что эта суперземля имеет необычно высокую плотность для планеты своего размера (субнептуна). Однако новые данные показали, что часть гравитационного воздействия, приписываемого Kepler-139c, на самом деле исходила от Kepler-139f. Это позволило уточнить плотность Kepler-139c, сделав ее более типичной для планет такого класса, в то время как характеристики других суперземель (Kepler-139b и Kepler-139d) остались неизменными.

Скрытые миры и будущие исследования

Kepler-139f подчеркивает, что многие планетные системы могут содержать «скрытые» миры, особенно на более широких орбитах. Как отметил Ламмерс, «вероятно, многие планетные системы содержат невидимые миры, особенно в их внешних регионах». Традиционные методы, такие как транзитный метод телескопов Kepler и TESS, лучше обнаруживают планеты, близкие к звезде, из-за их частых транзитов. Однако планеты с длинными орбитальными периодами, такие как Kepler-139f, требуют комбинации методов RV и TTV для обнаружения.

В 2026 году Европейское космическое агентство запустит миссию PLATO (Planetary Transits and Oscillations of Stars), которая продолжит поиск транзитных планет и уточнит данные о системах, ранее изученных Kepler. PLATO улучшит измерения TTV, что позволит обнаружить больше планет с наклонными орбитами. Ламмерс считает, что «в ближайшие годы техника обнаружения планет с помощью TTV значительно ускорится благодаря миссии PLATO».

Потенциал системы Kepler-139

Система Kepler-139 остается интригующей для астрономов. Промежутки между орбитами планет b и c намекают на возможность существования других невидимых планет. «Проблема не в том, чтобы найти нетранзитные планеты, а в том, чтобы определить, где они расположены», — пояснил Ламмерс. Продолжающиеся исследования, включая наземные наблюдения и будущие миссии, могут выявить дополнительные миры в этой системе.

Заключение

Открытие Kepler-139f — это значительный шаг в изучении экзопланет, демонстрирующий силу комбинированных методов наблюдения. Эта гигантская планета, в 35 раз массивнее Земли, не только расширяет наше понимание системы Kepler-139, но и подчеркивает, что во Вселенной могут скрываться тысячи подобных миров. Будущие миссии, такие как PLATO, обещают раскрыть еще больше тайн, приближая нас к пониманию разнообразия планетных систем и их потенциала для жизни.