Американский ученый предложил новую методику определения массы звезды, у которой есть планета со спутником. Методика основана на использовании законов Кеплера, описывающих движение планет. Статья исследователя опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а коротко суть работы изложена в пресс-релизе Гарвард-Смитсоновского астрофизического центра.

Астроном предложил вычислять массу звезд, по диску которых проходят их планеты со спутниками (такое прохождение называют транзитом). Планета и спутник, если он достаточно крупный, закрывают от наблюдателя часть света звезды. Анализируя, насколько сильно планета блокирует излучение, ученые могут вычислить ее характеристики (например, размер), однако для максимально точного их определения исследователям необходимо точно знать размер звезды. Обычно астрономы определяют его, ориентируясь на предсказания различных моделей.

Автор новой работы предложил способ определять характеристики звезды по результатам непосредственных наблюдений за прохождением планеты по диску звезды. Собрав и проанализировав эти данные, астрономы узнают орбитальные периоды планеты и ее спутника, высоты их орбит относительно размеров звезды, а также их размеры относительно размеров светила.

Подставляя эти данные в уравнение третьего закона Кеплера, ученые могут узнать плотность звезды и планеты. Так как плотность тела — это его масса, умноженная на объем, зная отношение плотностей и отношение размеров звезды и планеты, астрономы могут вычислить отношение их масс. Соотнеся это значение со скоростью, с которой звезда совершает колебания под воздействием гравитации планеты, можно вычислить массу звезды.

Пока метод не применялся на практике, так как астрономы еще не обнаружили ни одной звезды, по диску которой проходили бы и планета и спутник (всего ученые нашли около 90 звезд, по диску которых проходят планеты). Астрономы рассчитывают, что искать спутники у экзопланет сможет телескоп «Кеплер», запущенный в 2008 году. Недавно другой коллектив астрономов сумел определить массы двух внесолнечных планет, используя только переданные «Кеплером» данные.