Впервые астрономы зафиксировали сигнал от всей планетной системы TRAPPIST-1, используя метод радиальных скоростей – технику, позволяющую выявлять незначительные колебания звезды под воздействием гравитации вращающихся вокруг неё планет. Этот результат стал независимым подтверждением характеристик одной из наиболее известных систем экзопланет, включающей семь планет, схожих по размеру с Землей.

Система TRAPPIST-1 расположена на расстоянии приблизительно 40 световых лет от нашей планеты и состоит из ультрахолодного красного карлика, окруженного семью каменистыми планетами. Ранее массы этих планет в основном определялись посредством метода вариаций времени транзитов – анализа небольших изменений во времени прохождения планет перед диском звезды. Новое исследование было проведено с целью проверки имеющихся данных альтернативным способом наблюдений.

В ходе исследования специалисты применяли данные, полученные с инфракрасных спектрографов SPIRou и NIRPS. Эти инструменты обеспечивают возможность измерения радиальной скорости звёзд с высокой степенью точности. Проведённый анализ выявил, что текущие наблюдения не обладают достаточной надёжностью для точного определения движения каждой из семи планет по отдельности; тем не менее, исследователям впервые удалось выделить общий сигнал изменения радиальной скорости всей системы.

Обнаруженный сигнал продемонстрировал статистическую значимость: вероятность того, что зафиксированный эффект является случайным, соответствует соотношению шансов примерно в 1860 раз. Измеренная полуамплитуда колебаний звезды составила 3,65 м/с, а масса планеты TRAPPIST-1 b была определена как 1,31 ± 0,29 массы Земли. Это значение оказалось близким к предыдущим оценкам, полученным методом транзитных вариаций: 1,374 ± 0,069 массы Земли.

Полученный результатЭтот метод имеет большое значение, поскольку он позволяет непосредственно оценивать массу экзопланет и является одним из основных инструментов в их изучении. В случае TRAPPIST-1 применение данного метода представляет собой особую сложность из-за небольшой массы звезды и её активности, которые приводят к собственным изменениям скорости и могут затруднять выявление слабых сигналов планет.

Помимо определения общего движения системы, проведенные наблюдения позволили оценить вероятность наличия более удалённых массивных планет. Данные, собранные с помощью NIRPS, исключили возможность существования планет с массой Сатурна на орбитах с периодом до 2,7 года, а также объектов с массой Нептуна с периодами обращения менее 20 суток.

Также была проведена оценка активности самой звезды TRAPPIST-1. Период её вращения, определённый по данным радиальных скоростей, составил 3,22 ± 0,22 суток, что соответствует ранее зафиксированному периоду вблизи 3,3 суток, полученным с помощью космических телескопов K2 и TESS. Это подтверждает, что часть наблюдаемых колебаний связана с вращением звезды, а не с наличием неизвестных планет.

В перспективе исследователи планируют повысить точность измерений для выделения отдельных радиально-скоростных сигналов всех планет TRAPPIST-1. Это позволит более детально определить их массы, плотности и состав, а также лучше оценить условия на планетах, расположенных в потенциальной зоне обитаемости вокруг красного карлика.