Астрономы Калифорнийского университета в Ирвайне идентифицировали экзопланету, расположенную в обитаемой зоне своей звезды – области, где температура может позволить существование жидкой воды на поверхности. Жидкая вода считается абсолютно необходимой для всех известных на сегодняшний день форм жизни. Эта планета лежит в относительно близкой части галактики Млечный Путь и, предположительно, обладает скалистой структурой, схожей с земной. Она в несколько раз массивнее Земли, что относит ее к категории «суперземель». Художественное представление показывает планету (слева), ее звезду (справа) и ранее открытую планету (по центру), которая движется по более близкой орбите.
Команда из Университета Калифорнии в Ирвайне и их коллеги описали свой анализ этой планеты в статье, недавно опубликованной в *The Astronomical Journal*.
«Мы обнаружили так много экзопланет, что открытие новой уже не является чем-то из ряда вон выходящим», – отмечает соавтор исследования Пол Робертсон, доцент физики и астрономии из Калифорнийского университета в Ирвайне. «Особенно ценным это открытие делает то, что ее звезда находится совсем рядом, всего в 18 световых годах от нас. В космическом масштабе это практически по соседству».
Недавно идентифицированная планета, получившая название GJ 251 c, обращается вокруг звезды типа M-карлик. M-карлики – это наиболее распространенные и одни из старейших типов звезд в нашей галактике. Они часто демонстрируют значительную звездную активность, включая звездные пятна – холодные, темные области на поверхности звезды – и вспышки – внезапные выбросы энергии. Эти вариации могут имитировать едва уловимые сигналы радиальной скорости, которые астрономы ищут, что иногда затрудняет определение истинного присутствия планеты.
Тем не менее, близость планеты к Земле делает ее идеальным кандидатом для прямого изображения с помощью строящегося в Калифорнийском университете Тридцатиметрового телескопа (TMT).
Крупные зеркала, запланированные для TMT, потенциально позволят напрямую наблюдать такие тусклые миры, как GJ 251 c, и оценивать, может ли на них присутствовать вода.
«TMT будет единственным телескопом с достаточным разрешением, чтобы получать изображения таких экзопланет. С меньшими телескопами это просто невозможно», – утверждает Кори Бирд, доктор философии, специалист по данным в Design West Technologies, бывший аспирант группы Робертсона и ведущий автор исследования.
Исследовательская группа обнаружила GJ 251 c, используя данные с Habitable-zone Planet Finder (HPF) и NEID – двух высокоточных инструментов, разработанных для идентификации экзопланет, в создании которых Робертсон также участвовал. Эти инструменты измеряют крошечное влияние, которое вращающаяся планета оказывает на свою звезду.
Когда GJ 251 c тянет свою звезду гравитацией, это вызывает небольшие, периодические смещения в свете звезды. HPF зарегистрировал эти смещения, известные как сигнатуры радиальной скорости, и астрономы использовали их для подтверждения того, что звезда находится под влиянием вращающейся планеты. HPF также помогает уменьшить воздействие звездной активности M-карликов, наблюдая в инфракрасном диапазоне – той части спектра, где разрушительные сигналы от звезды слабее.
Вычислительные модели команды достигли достаточно высокого уровня статистической значимости, чтобы классифицировать GJ 251 c как кандидата в экзопланеты, что подкрепляет необходимость прямого изображения с помощью TMT для проверки ее свойств.
«Мы находимся на переднем крае технологий и методов анализа с этой системой», – говорит Бирд. «Хотя ее открытие довольно статистически значимо, мы все еще определяем статус планеты из-за неопределенности наших инструментов и методов. Нам нужно следующее поколение телескопов для прямого изображения этого кандидата, но то, что нам также нужно, – это инвестиции сообщества».
Бирд и Робертсон надеются, что их выводы побудят сообщество исследователей экзопланет провести дополнительные исследования GJ 251 c, особенно по мере приближения к эксплуатационному статусу новых наземных обсерваторий, таких как Тридцатиметровый телескоп.
В число сотрудников, участвовавших в работе, входят Джек Лубин из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; Эрик Форд и Суврата Махадеван из Университета штата Пенсильвания; Гудмундур Стефанссон из Университета Нидерландов; и Эрик Вульф из Университета Колорадо в Боулдере.
Исследование получило поддержку от гранта NSF AST-2108493 для обзора экзопланет HPF и финансирования NASA/NSF для программы NN-EXPLORE (номер гранта: 1716038); программы NASA ICAR 80NSSC23K1399.
