< Система K2-146: два мини-нептуна в орбитальном резонансе 3:2

Покрытие далекой звезды помогло определить орбиту Европы с точностью до пары километров

Астрономы впервые смогли пронаблюдать покрытие далекой звезды спутником Юпитера Европой и определить радиус и форму спутника, а также уточнить его орбиту с точностью до 2,5 километра. Наблюдения стали возможны благодаря данным с космического телескопа Gaia — они помогли предсказать редкое событие. Статья с результатами опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

---

Покрытиями астрономы называют случаи, когда какое-либо крупное небесное тело проходит перед звездой, с точки зрения земного наблюдателя, вызывая кратковременное падение ее яркости. Этот метод позволяет определять размеры и формы изучаемого небесного тела с точностью до километра, уточнить его орбиту и определить его свойства, такие как альбедо поверхности, наличие атмосферы, колец, выбросов или других структур в окрестностях объекта. В 1977 году наблюдения покрытия Ураном далекой звезды привели к открытию его колец, а благодаря нескольким покрытиям звезд Плутоном, наблюдавшихся в 1988-2006 годах, астрономы смогли открыть у карликовой планеты атмосферу.

В случае системы Юпитера наблюдения покрытий звезд его крупными спутниками позволяют определить их формы и размеры с погрешностями, которые сопоставимы с данными, получаемыми автоматическими межпланетными станциями (точность менее пяти километров), что на порядок лучше, чем дают методы классической ПЗС-астрометрии. Ранее наземным обсерваториям удалось пронаблюдать покрытия звезд лишь двумя спутниками Юпитера — Ио и Ганимедом.

Сложность подобных наблюдений заключается в трудности предсказания точного взаимного положения звезд и небесных тел. Однако ситуация улучшилась после начала работы космического телескопа Gaia. Анализ первого каталога данных, опубликованного в сентябре 2016 года, позволил предсказать покрытие спутником звезды 9,5 звездной величины 31 марта 2017 года. Из девяти наблюдательных площадок в Южной Америке три смогли в назначенные сроки успешно пронаблюдать это событие.

Определенный на основе полученных данных эквивалентный радиус Европы составил 1561,2 ± 3,6 километра, а ее сплюснутость — на уровне 0,0010 ± 0,0028. Это близко к данным, полученным аппаратом «Галилео», который работал в системе Юпитера и непосредственно наблюдал тело — его измерения дали радиус 1560,8 ± 0,3 километра. Спутник имеет форму эллипса, большая полуось которого имеет размеры 1562 километра, а малая полуось — 1560,4 километра. Кроме того, удалось уточнить положение Европы на небе с точностью до 0,8 угловых миллисекунд — то есть с точностью до 2,55 километра. Благодаря этому удалось скорректировать параметры орбиты спутника, что важно для планирования работы будущих миссий к спутникам Юпитера, таких как JUICE и Europa Clipper.

Проанализировав второй каталог данных Gaia, опубликованный в апреле 2018 года, астрономы смогли предсказать даты десяти новых покрытий ярких звезд Европой (22 июня 2020 года), Ио (9 и 21 сентября 2019 года, 2 апреля 2021 года), Ганимедом (25 апреля 2021 года) и Каллисто (20 июня 2020 года, 4 мая 2021 года), которые смогут наблюдаться даже в небольшие телескопы из разных мест.

---