Невозможно быть ближе. В обитаемой зоне ближайшей к нам звезды нашли землеподобную планету

Международная группа астрономов заявила об открытии экзопланеты Proxima b у ближайшей к Солнцу звезды — Проксимы Центавра. Планета совершает полный оборот вокруг красного карлика за 11,2 дня и находится в обитаемой зоне звезды. Минимальная масса Proxima b составляет 1,27 массы Земли, радиус небесного тела установить не удалось. О находке ученые рассказали на пресс-конференции в штабе Южной европейской обсерватории (Гархинг, Германия), исследование будет опубликовано в журнале Nature(препринт).

Для поиска экзопланеты астрономы использовали метод анализа лучевых скоростей. При вращении массивная планета увлекает за собой звезду, что изменяет скорость ее движения в пространстве. К примеру, когда планета оказывается ближе к Земле, она ускоряет звезду относительно астрономов, а когда дальше — замедляет. Это сказывается на спектре ее света благодаря эффекту Доплера. Простейшей аналогией будет изменение звука мотоцикла при приближении и удалении от наблюдателя. Для того чтобы заметить небольшие колебания спектральных характеристик, ученые использовали сверхточные спектрометры HARPS и UVES, установленные на телескопах Южной европейской обсерватории.

Первым признаком того, что у Проксимы Центавра может быть экзопланета, стал анализ архивных данных UVES и HARPS, собранных до 2016 года. Астрономы заметили периодичность смещений спектра, соответствовавшую амплитуде колебаний скорости объекта около пяти километров в час. Сигнал указывал на экзопланету с периодом обращения 11,2 суток, однако обладал низкой статистической значимостью.

С 19 января по 31 марта 2016 года астрономы почти каждую ночь проводили измерения, чтобы собрать большую статистику данных. Проанализировав вместе данные старых и новых наблюдений, ученые получили достоверный сигнал от экзопланеты. Вероятность того, что сигнал является случайной флуктуацией шума, — один случай на 70 миллионов.

Астрономы исключили вероятность того, что периодичность сигнала вызвана самой Проксимой — для этого за ее «поведением» следили с помощью независимого телескопа ASH2. Так астрономам удалось заметить колебания яркости, связанные со вспышками на звезде. Стоит отметить, что собственный период вращения красного карлика составляет 83 дня.

На основе данных о периоде обращения и массе Проксимы Центавра астрономы определили минимальную массу экзопланеты, а также расстояние между ней и звездой. Оказалось, что Proxima b (такое название используют авторы открытия) по меньшей мере в 1,27 раза массивнее Земли и находится в 20 раз ближе к центральному светилу системы. Статистика исследования экзопланет позволяет предположить, что небесное тело относится к земному типу планет.

По оценкам  исследователей, планета находится в обитаемой зоне звезды — области, где тепла достаточно для существования жидкой воды. Для Проксимы эта область соответствует планетам с периодами обращения от 4 до 15 дней. Если у Proxima b нет атмосферы, то ее равновесная температура оценивается в –40 градусов по Цельсию; для Земли та же оценка дает порядка –20 градусов.

Сама возможность обитаемости планет, располагающихся так близко к звездам, довольно дискуссионна. Против нее играют такие факторы, как рентгеновские вспышки в 400 раз мощнее, чем у Земли (из-за близости к звезде), сильное магнитное поле звезды и приливный захват, приводящий к тому, что планета повернута к Проксиме только одной стороной. Как сообщили ученые на пресс-конференции, нет причин исключать возможность существования на Proxima b атмосферы. Определить же ее наличие напрямую с имеющимся набором данных невозможно.

Еще одним фактором, влияющим на возможность существования атмосферы, является происхождение планеты. Астрономы отмечают, что Proxima b вряд ли могла возникнуть из протопланетного диска так близко к звезде — для этого масса планеты слишком велика. Если Proxima b, будучи почти сформированной, мигрировала из областей за «снеговой линией» протопланетного диска, — то есть оттуда, где могут существовать водные льдинки, — то, скорее всего, в ней есть много летучих веществ, способных подпитывать атмосферу. Если же она образовалась из мигрировавшей «гальки», то следует ожидать, что экзопланета будет довольно сухой.

Астрономы не исключают, что у Проксимы Центавра есть еще одна или несколько планет. На это указывают дополнительные пики в анализе периодичности доплеровского сигнала. Они статистически значимы, но этого еще недостаточно для доказательства существования планеты — требуется дополнительный анализ и сбор статистики.

Проксима Центавра — одна из трех звезд системы Альфа Центавра. Она обладает массой в 8,3 раза меньше, чем у Солнца, а ее температура составляет 2800 кельвинов — в два раза меньше, чем у нашего светила. Красный карлик располагается в 4,23 светового года от Земли и является самой близкой к нам звездой. Измерения его лучевой скорости показывают, что он движется к нашей системе со скоростью 21,7 километра в секунду. Две другие звезды тройной системы — A и B Альфы Центавра — располагаются на 15 тысяч астрономических единиц дальше от Солнца. Вместе они сливаются в третью по яркости звезду для наблюдателя ночного неба.

Радиальная скорость — не единственный способ поиска экзопланет. Так, для исследований Проксимы использовался метод микролинзирования. Он основан на следующем явлении: когда свет проходит вблизи массивного тела, он отклоняется от исходной траектории, что можно заметить с помощью телескопа. Как отметили авторы работы на пресс-конференции, данные о результатах этих поисков все еще не опубликованы, а сами наблюдения начались в феврале 2016 года.

Кроме того, есть и более известный метод — транзитный. Когда планета проходит перед диском звезды, она на некоторое время ослабляет поток идущего от звезды света. С помощью этого метода «Кеплер»открыл свыше тысячи экзопланет. Поисками транзитов на Проксиме занимается сейчас сразу несколько групп астрономов. Транзитный метод позволяет получить много дополнительных данных, в частности о размерах планеты.

12 апреля 2016 года о своих планах отправить беспилотную миссию к системе Альфы Центавра заявили известный физик Стивен Хокинг и российский миллиардер Юрий Мильнер. Проект получил название Breakthrough Starshot и предполагает использовать несколько тысяч миниатюрных наноспутников, разгоняемых парусами на давлении солнечного света. Представители проекта также выступили на конференции, отметив, что новое открытие воодушевило ученых, работающих над проектом. Отметим, что ранее в адрес Starshot звучаларезкая критика.

Новость об обнаружении экзопланеты нашему изданию прокомментировал Александр Родин, директор Физтех-школы аэрокосмических технологий, руководитель лаборатории прикладной инфракрасной спектрокопии МФТИ. «Открытая планета относится к тому же классу, что и Земля, более того, находится у самой ближайшей к нам звезды. Всего лишь 25 лет назад мы вообще не знали, что есть планеты вне нашей Солнечной системы. А последнее открытие как раз говорит о том, что планеты рядом с другими звездами — достаточно распространенное явление во Вселенной. Тем более что Проксима Центавра — это так называемый красный карлик, а это один из самых распространенных типов звезд в галактике. Значит, и подобных планет в ней должно быть очень много».

По словам Сергея Попова, ведущего научного сотрудника ГАИШ МГУ, самое интересное в новом открытии то, что Proxima b должна стать важной целью для следующего поколения телескопов. «Proxima b будет очень интересной мишенью для следующего космического телескопа (телескопа Джеймса Уэбба), который должен отправиться на орбиту в ближайшие два-три года. И, конечно, ее будут исследовать с помощью крупных наземных телескопов следующего поколения. С существующими сегодня инструментами мы, скорее всего, не сможем сделать следующий важный шаг — «рассмотреть» атмосферу этой экзопланеты. По всей видимости, для этого понадобятся обсерватории вроде E-ELT (строительство обсерватории началось в прошлом году в Чили — прим. редакции). Она должна заработать примерно в 2022 году. Возможно, какие-то сведения о химическом составе экзопланеты даст уже следующий космический телескоп, который начнет наблюдения в 2018 году».

Что касается возможности существования жизни на планете, то пока о ней можно говорить с осторожностью: «Обычно считается, что красные карлики — не самые подходящие звезды для жизни. Это связано с их большой активностью. Чтобы планета попадала в зону обитаемости, она должна быть близка к звезде, и там частые и мощные вспышки (чаще и мощнее, чем на Солнце) могут быть губительны для жизни. Авторы упоминают все эти сложности, но ссылаются в первую очередь на исследования, показавшие, что и у красных карликов можно надеяться обнаружить обитаемые планеты. Так что надежда остается, хотя шансы и невелики» — резюмирует Сергей Попов.

Перевод N+1

Рекомендуємо прочитати

Рост беработицы негласно стал требованием МВФ – эксперт

Увеличение безработицы в Украине негласно стало требованием Международного валютного фонда для предоставления очередного транша обещанного кредита....

Це може бути цікавим

загрузка...

Схожі публікації

Дивіться, що пишуть

Користувачів Мережі підкорило дитинча бегемота Феона, яка приймає душ

Дитинча бегемота Феона прогулювалася разом з працівником зоопарку в Цинцинаті, США, побачила душову кімнату і не змогла втриматися, щоб не прийняти душ....