Найдена экзопланета, возможно, лучше всех других приспособленная для жизни

В «зоне обитания» стационарного красного карлика открыта каменистая сверхземля

19 апреля 2017 г.

19 апреля 2017 г.
Новая экзопланета, открытая в окрестности красной карликовой звезды на расстоянии 40 световых лет от нас, может претендовать на титул “лучшего места для жизни вне Солнечной системы”. Международная группа астрономов, используя приемник HARPS в обсерватории ESO на Ла Силья и другие инструменты, открыла “сверхземлю”, обращающуюся внутри «зоны обитания» вокруг слабой звезды LHS 1140. Эта планета несколько больше и гораздо массивнее Земли; по-видимому, она окружена атмосферой. Кроме того, она является «транзитной», то есть, при наблюдении с Земли проходит по диску материнской звезды, что благоприятствует исследованиям ее атмосферы. Сообщение об этом открытии публикуется в выпуске журнала Nature 20 апреля 2017 г.

Только что обнаруженная сверхземля LHS 1140b находится посредине «зоны обитания» слабой красной карликовой звезды LHS 1140 в созвездии Кита [1]. Красные карлики гораздо меньше и холоднее Солнца; поэтому, несмотря на то, что LHS 1140b в десять раз ближе к материнской звезде, чем Земля к Солнцу, она получает от своей звезды примерно вдвое меньше света. Орбита планеты видна с Земли «с ребра» и раз в 25 земных дней мы наблюдаем прохождение планеты по диску материнской звезды.

“Эта экзопланета самая интересная из всех, которые я видел за последнее десятилетие”, -- говорит руководитель работы Джейсон Дитман (Jason Dittmann) из Гарвардского Смитсонианского астрофизического центра в Кембридже, США (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). “Трудно представить себе лучший объект для решения одной из самых захватывающих задач науки — поисков жизни вне Земли.”

Условия, создаваемые на новой планете ее материнской звездой, выглядят в высшей степени благоприятными для существования жизни. Звезда LHS 1140 вращается медленнее и испускает меньше высокоэнергетического жесткого излучения, чем другие маломассивныве звезды того же типа [2]. Для того, чтобы на планете могла существовать жизнь в той форме, которая нам известна, на ее поверхности должна быть жидкая вода, а вокруг нее должна существовать атмосфера. В данном случае большие размеры планеты означают, что ее поверхность в течение миллионов лет могла быть покрыта океаном магмы, который насыщал бы атмосферу водяным паром. И теперь, когда материнская звезда давно уже перешла в спокойное состояние, эти запасы пара вполне могли привести к появлению океанов на поверхности планеты.

Первоначально новая планета была открыта при помощи инструмента MEarth: он зарегистрировал характерные периодические «зубцы» на кривой блеска звезды, с несомненностью свидетельствующие о прохождениях планеты по ее диску. После этого были выполнены наблюдения с приемником ESO HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), которые подтвердили открытие «сверхземли». Спектрограф HARPS также помог определить период обращения планеты и вычислить ее массу и плотность [3].

По оценке астрономов возраст планеты не менее пяти миллиардов лет. Ее диаметр примерно в 1.4 раза больше земного — почти 18 000 километров. И так как масса планеты при этом примерно в семь раз больше, чем у Земли, а значит, и плотность ее гораздо больше, получается, что новая экзопланета состоит из скальных пород и имеет плотное железное ядро.

Новая сверхземля является, возможно лучшим на сегодня кандидатом для наблюдений ее атмосферы (если она, конечно, там существует). Два европейских члена исследовательской группы: Ксавье Дельфлосс (Xavier Delfosse) и Ксавье Бонфи (Xavier Bonfils) из CNRS и IPAG в Гренобле (Франция), считают: “Возможно, система LHS 1140 окажется более важной для исследования планет в зоне обитания, чем даже ProximabилиTRAPPIST-1.Этотгодоказалсянеобыкновенноплодотворным для исследователей экзопланет!” [4,5].

Наблюдения новой планетной системы вскоре предстоят на Космическом телескопе Хаббла NASA/ESA: будет уточнена доля высокоэнергетического жесткого излучения, достигающего поверхности LHS 1140b. Это позволит более определенно судить о возможности существования там жизни.

В более отдаленном будущем, когда вступят в строй такие телескопы, как Чрезвычайно Большой Телескоп ESO, станут возможными детальные наблюдения атмосфер экзопланет, и тогда LHS 1140b станет одним из первоочередных объектов исследований.

Примечания

[1] «Зона обитания» определяется как область в окрестности звезды, внутри которой температура на поверхности планеты допускает существование жидкой воды.

[2] Хотя сейчас планета расположена в зоне, в которой жизнь в известной нам форме может потенциально существовать, оказалась она в этой зоне, по всей вероятности, только примерно через сорок миллионов лет после формирования красного карлика. До входа в «зону обитания» экзопланета могла подвергаться влиянию бурной фазы формирования материнской звезды: в частности, звезда могла сорвать оболочку водяного пара в атмосфере планеты, что могло привести к срыву парникового эффекта (runaway greenhouse effect) наподобие того, как это произошло в атмосфере Венеры.

[3] Вследствие этих определений стало возможным обнаружение с приемником MEarth и других транзитных явлений, что позволило астрономам со стопроцентной уверенностью утверждать, что экзопланета действительно существует.

[4] Планета Proxima b (eso1629) гораздо ближе к Земле, но, по-видимому, она не проходит по диску своей звезды, а в этих условиях крайне трудно определить, есть ли у нее атмосфера.

[5] В отличие от системы TRAPPIST-1 (eso1706), у звезды LHS 1140 не найдено других планет. Считается, что системы из многих планет часто встречаются у красных карликов, поэтому вполне возможно что другие планеты в этой системе пока не открыты просто потому, что они слишком малы.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “A temperate rocky super-Earth transiting a nearby cool star”, J. A. Dittmann и др., которая публикуется в журнале Nature от 20 April 2017.
https://www.youtube.com/watch?v=xd3MTEaJ91M