Космический телескоп NASA TESS (англ. Transiting Exoplanet Survey Satellite, «спутник поиска транзитных экзопланет») впервые в своей истории обнаружил экзопланету не привычным методом транзита планеты по диску звезды, а благодаря эффекту гравитационного микролинзирования. Это открытие заставило ученых по-новому взглянуть на архив наблюдений миссии: в них могут скрываться и другие подобные объекты, которые ранее никто не замечал.

Результаты исследования опубликованы в сборнике The Astrophysical Journal Letters

Обнаруженная планета получила обозначение Gaia23bra b. Впервые необычное событие астрономы заметили еще в 2023 году благодаря космической обсерватории Gaia Европейского космического агентства. Однако данных Gaia оказалось недостаточно, чтобы уверенно сказать о присутствии планеты. Позже исследователи изучили архив TESS и обнаружили, что телескоп наблюдал в 2018 году тот же участок неба, фиксируя изменения яркости каждые 200 секунд на протяжении 60 дней. Именно такая высокая частота наблюдений позволила увидеть характерный профиль кривой блеска, указывающий на наличие планеты. Таким образом наблюдение TESS подтвердили кандидата Gaia.

По расчетам ученых, планета Gaia23bra b — газовый гигант в 1,63 раза массивнее Юпитера. Тело обращается вокруг оранжевого карлика, масса которого составляет около 80% массы Солнца, а расстояние до звезды сопоставимо с орбитой Юпитера в Солнечной системе. Такие удаленные планеты практически невозможно обнаружить стандартным методом транзитов, на который изначально рассчитан TESS. Плоскость эклиптики в системе должна быть практически параллельна лучу зрения земного наблюдателя, а вероятность этого очень мала.

Гравитационное микролинзирование происходит, когда более близкая к наблюдателю звезда почти идеально выстраивается на одной линии с далекой звездой. Гравитация ближайшей звезды искривляет пространство-время и усиливает свет фонового объекта, словно гигантская космическая линза. Если у звезды на заднем плане есть спутник или спутники, они создают дополнительное кратковременное искажение яркости, по которому и удается определить их существование.

В отличие от транзитного метода, микролинзирование особенно эффективно для поиска планет, находящихся от своих звезд на расстояниях, сравнимых с орбитой Земли и более далеких планет Солнечной системы. Сегодня таким способом открыто не более 5% известных экзопланет, тогда как около 75% обнаружены по транзитам. При этом события микролинзирования неповторимы: после прохождения объектов относительно друг друга повторно наблюдать их уже невозможно. Парад звезды с экзопланетой, звезды-линзы и Земли случается один-единственный раз.

Исследователи считают, что это открытие имеет большое значение для будущей космической обсерватории Nancy Grace Roman Space Telescope, запуск которой ожидается осенью 2026 года. Перед аппаратом поставлена амбициозная задача обнаружить не меньше 1000 планет методом микролинзирования и как минимум 100 тысяч транзитных экзопланет. Gaia23bra b стала демонстрацией того, какие возможности открывают длительные высокочастотные наблюдения из космоса.

Телескоп TESS в основном исследует звезды в радиусе 150 световых лет от Земли, однако Gaia23bra b находится примерно в 40 тысячах световых лет, что делает эту находку уникальной для миссии. Кроме того, по состоянию на 2026 год астрономы подтвердили существование уже более 6 тысяч экзопланет, но именно микролинзирование остается единственным методом, который способен регулярно находить планеты земной массы на орбитах, похожих на земную.

Транзиты и микролинзирование прекрасно дополняют друг друга, потому что позволяют обнаруживать разные категории планет, которые другой метод может не увидеть.  

Подробнее о задачах миссии Nancy Grace Roman — в материале Hi-Tech Mail.