Как узнать точный вес звезды?

Как астрономам удается вычислить точный вес звезды, которая находится на удалении триллионов километров от нас?

В большинстве случаев, как выясняется, им это никак не удается. А вот получить приблизительный результат можно с помощью компьютерного моделирования звездной структуры.

Новая работа астрофизика Дэвида Киппинга сообщает, что в особенных случаях мы все же можем-таки взвесить саму звезду, причем не обязательно дожидаться августа и караулить ночи напролет, когда же одна из них упадет с небосклона прямо на чашу весов. Если учесть потенциальные размеры звезд, то лучше всего заниматься этим как-то так: если у отдаленной планеты есть луна, и пути их в один прекрасный момент пересекаются перед их звездой, то в этом случае можно измерить их размеры и орбиты, чтобы получить информацию о самой звезде.

«Меня часто спрашивают, как астрономы узнают вес звезд. Совсем недавно мы добавили к инструментарию взвешивания новую технологию», сказал Киппинг из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики.

Астрономы уже нашли более 90 планет, которые проходят через меридиан своих звезд. Измерив количество блокированного звездного свечения, можно вычислить, насколько велика планета относительно звезды. Однако если не известна натуральная величина этой звезды, узнать, насколько велика планета, также не удастся. Компьютерные модели дают очень хорошую оценку, но в науке все же предпочтительней оперировать реальными, а не предполагаемыми данными.

Киппинг пришел к выводу, что если у транзитной планеты есть луна, достаточно большая, чтобы можно было ее увидеть (она тоже перекрывает свет звезды), то эта система «звезда — луна — планета» может быть измерена методом, позволяющим точно вычислить, насколько велики все три тела, пишет INNOVANEWS.RU.

«В основном мы измеряем орбиты планеты вокруг звезды и луна вокруг планеты. Затем с помощью закона движения Кеплера можно вычислить массу звезды», пояснил Киппинг.

Процесс этот сложный и многоступенчатый. Астрономы исследуют три числа:

1. орбитальный период луны и планеты,
2. величину их орбит по отношению к звезде,
3. величину планеты и луны относительно звезды.

Включение этих трех чисел в третий закон Кеплера позволяет установить плотность звезды и планеты. Так как плотность — это масса, деленная на объем, то относительные плотности и относительные размеры позволяют вычислить относительные массы. Наконец, ученые измеряют колебание звезды вследствие гравитационного рывка планеты, известного как радиальная скорость. Комбинируя последнюю с относительными массами, можно вычислить точную массу планеты.

«Без луны вычисление невозможно», заявил Киппинг, «ведь если нет луны, то нам не удастся вычислить плотность планеты».

Пока Киппингу не удалось воплотить в жизнь свой метод, так как ученым не известны звезды с транзитными планетой и луной. Однако Кеплер НАСА должен обнаружить несколько таких систем.

«Как только найдем — сразу и взвесим», уверен ученый.

Результаты исследования опубликованы в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.