Группа исследователей подтвердила существование первой планеты, обнаруженной методом астрометрии космическим аппаратом Европейского космического агентства (ЕКА) Gaia. Планета, получившая название Gaia-4b, вращается вокруг звезды с массой 64% от массы Солнца и имеет массу в 12 раз больше массы Юпитера. Период обращения планеты составляет 570 дней.
Открытие было сделано с использованием данных спектрографа NEID, высокоточного спектрографа радиальных скоростей, предназначенного для измерения колебаний звезд, вызванных гравитационным притяжением вращающихся вокруг них планет. NEID финансируется Программой исследования экзопланет NASA/NSF и установлен на 3,5-метровом телескопе WIYN в Национальной обсерватории Китт-Пик Национального научного фонда США, программе NOIRLab.
Gaia использует другую технику для обнаружения движения звезды, называемую астрометрией. Эта техника измеряет движение звезды, когда она притягивается гравитацией вращающейся вокруг нее планеты, наблюдая, как звезда движется по сравнению с фоном или окружающими звездами. Точные измерения Gaia позволили ей выявить список звезд, которые, по-видимому, движутся так, как если бы их притягивала экзопланета, известные как "Астрометрические объекты интереса" (Gaia-ASOIs).
Однако движение этих звезд не обязательно вызвано планетой. 'Звезда' может быть парой звезд, которые находятся слишком близко друг к другу, чтобы Gaia могла распознать их как отдельные объекты. Небольшие изменения положения, которые могут быть вызваны планетой, на самом деле могут быть результатом почти идеальной компенсации более крупных изменений положения звезд.
Чтобы исключить эти двойные звезды и обнаружить настоящие планеты, необходимы последующие наблюдения с помощью спектроскопии. Для этого использовался инструмент NEID, а также два других спектрографа: Habitable-zone Planet Finder (HPF), расположенный на 10-метровом телескопе Hobby Eberly в обсерватории Макдональд в Техасе, и спектрограф FIES, расположенный на 2,6-метровом телескопе Nordic Optical Telescope в Ла-Пальме, Канарские острова.
Исследовательская группа наблюдала 28 звездных систем с кандидатами в планеты, идентифицированными Gaia. Из них 21 оказались ложными позитивами, на самом деле двойными звездными системами. Одна система была подтверждена как звезда, содержащая коричневый карлик, объект с массой, промежуточной между планетами и звездами. Однако одна система была подтверждена как звезда, содержащая гигантскую планету, Gaia-4b.
Gaia-4b - это не только первая планета, обнаруженная Gaia с помощью метода астрометрии, с полностью независимо определенным орбитальным решением, но и одна из самых массивных планет, известных вращающихся вокруг маломассивной звезды.
Открытие Gaia-4b является значительным событием в исследованиях экзопланет. Оно демонстрирует мощь метода астрометрии и важность наземных наблюдений, подобных тем, которые проводит NEID, для подтверждения кандидатов в планеты в эпоху обнаружения планет Gaia.