В планетной системе двойника Солнца внезапно был найден двойник Земли
Астрономы обнаружили планету, которая по размеру и расстоянию до родительской звезды очень напоминает Землю. При этом само светило чрезвычайно похоже на Солнце. Эта невероятно редкая комбинация делает экзопланету одним из лучших кандидатов на роль обитаемого мира.
Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics.
Желанные и неуловимые
Если планета получает от звезды ровно столько тепла, чтобы на её поверхности было возможно существование жидкой воды (разумеется, при наличии подходящей атмосферы), то говорят, что она находится в зоне обитаемости своего солнца. Понятно, что землеподобная планета в зоне обитаемости - самая подходящая цель для поиска жизни.
Однако большинство подобных планет, известных человечеству, обращаются вокруг красных карликов. Это, впрочем, неудивительно, ведь более 70% светил Галактики относятся именно к этому типу.
Между тем эти звёзды известны своим вспыльчивым нравом: на них происходят грандиозные вспышки, способные уничтожить не только жизнь, но и атмосферу.
Звёзды солнечного типа гораздо спокойнее и гостеприимнее. Но они довольно редко встречаются: в Галактике их считанные проценты.
К тому же у таких светил труднее находить потенциально обитаемые миры. Ведь, чтобы убедиться в существовании экзопланеты, требуется зафиксировать несколько её оборотов вокруг звезды. Так, чтобы найти Землю, инопланетянам с нашими технологиями пришлось бы наблюдать Солнце несколько земных лет.
Быстрее можно обнаружить только более близкий к светилу мир (напомним, что планета обращается вокруг звезды тем быстрее, чем ближе к нему находится). Но солнцеподобная звезда - это не маленький и холодный красный карлик, а значит, близкие к ней планеты будут слишком разогретыми для живых организмов.
Есть и ещё одна причина, по которой землеподобные миры трудно обнаружить у звёзд типа Солнца. Самый продуктивный способ поиска экзопланет, давший человечеству более 70% известных миров, - это метод транзитов. Суть его в том, что планета, проходящая между светилом и наблюдателем, затмевает часть света звезды. Эти периодические падения блеска и служат сигналом о существовании небесного тела.
Понятно, что этот метод работает тем лучше, чем больше планета и чем меньше звезда. Между тем Земля - маленький мир, а Солнце - большое по сравнению с красными карликами светило. Поэтому обнаружить среди неизбежных шумов ничтожное падение блеска, вызванное прохождением землеподобной планеты по диску солнцеподобной звезды - отдельная проблема.
Всё это вместе взятое приводит к тому, что самые перспективные с точки зрения обитаемости миры одновременно являются чуть ли не самыми неуловимыми. Вселенная жестока к астрономам.
Планета KOI-456.04 очень похожа на Землю, а её звезда – на Солнце.
Иллюстрация NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter.
Найти жемчужину
Однако исследователи не сдаются и совершенствуют свои орудия поиска. Вести.Ru уже писали об улучшении метода транзитов, предложенном группой, включающей Рене Хеллер (Ren Heller) из Института исследований Солнечной системы Общества имени Макса Планка и Михелем Хиппке (Michael Hippke) из Зоннебергской обсерватории. Не так давно он позволил открыть 18 землеподобных планет, которые были слишком малы для классической версии метода.
"Наше улучшение особенно важно при поиске небольших планет размером с Землю, - объясняет Хеллер. - [В этом случае] сигнал от планеты настолько слаб, что почти полностью теряется в шумах данных".
В новой работе авторы использовали своё детище, чтобы исследовать систему звезды Kepler-160 (она же KOI-456). Они искали экзопланету, на существование которой указывали косвенные признаки. Но неожиданно нашли ещё один мир, оказавшийся двойником Земли.
Тайна третьей планеты
Звезда Kepler-160 расположена в трёх тысячах световых лет от Земли. Она чрезвычайно похожа на Солнце по радиусу (1,1 солнечного) и температуре (всего на 300 градусов Цельсия холоднее нашего светила). Таким образом, Kepler-160 является практически двойником нашей звезды.
Это небесное тело постоянно наблюдалось миссией "Кеплер" с 2009 по 2013 год. Напомним, что этот телескоп был предназначен для поиска экзопланет методом транзитов и подарил человечеству более 2600 миров.
Обнаружились миры и у Kepler-160. "Кеплер" нашёл в этой системе две планеты, Kepler-160b и Kepler-160c. Обе они значительно больше Земли и находятся слишком близко к светилу, чтобы быть обитаемыми.
Небольшие изменения в орбите Kepler-160c наводили экспертов на мысль, что на эту планету действует гравитация неизвестного третьего тела. Однако с помощью стандартной версии метода транзитов обнаружить третью планету не удалось.
Где три, там и четыре
Именно её и искали в этом исследовании Хеллер, Хипке и их коллеги. Но они нашли больше, чем ожидали.
"Наш анализ показывает, что вокруг Kepler-160 обращается не две, а четыре планеты", - утверждает Хеллер.
Одна из них - то самое тело, возмущающее орбиту экзопланеты Kepler-160c. Специалисты заново рассчитали движение последней и подтвердили, что на него влияет гравитация неизвестного ранее мира, который был обозначен Kepler-160d. По расчётам авторов, её масса составляет от 1 до 100 масс Земли, а период обращения - от 7 до 50 земных суток.
Такая неопределённость связана с тем, что Kepler-160d обнаруживается только по влиянию на движение Kepler-160c. Сама по себе она не обнаруживается в данных "Кеплера". Вероятно, в своём движении она попросту не пересекает линию между наблюдателем и звездой, а потому и не затмевает последнюю.
А вот четвёртая планета, которую авторы обозначили KOI-456.04, вызывает падения блеска. Правда, настолько слабые, что понадобился тот самый улучшенный метод, чтобы их заметить.
И немудрено, ведь это маленький мир. Его радиус составляет от 1,77 до 2,08 земного. Таким образом, перед нами землеподобная экзопланета.
Более того, период её обращения вокруг звезды равен 378 земных суток. Это практически земной год. С учётом светимости Kepler-160 это значит, что только что открытый мир получает 93% того тепла, которое достаётся Земле.
Если предположить, что KOI-456.04 имеет земную атмосферу, то средняя температура её поверхности всего на десять градусов Цельсия ниже земной. В таком климате вряд ли растут пальмы, но он вполне пригоден для жизни. А если в атмосфере планеты больше парниковых газов (углекислого газа, метана или водяного пара), то там может оказаться даже теплее, чем в нашем космическом доме.
Правда, астрономы пока не совсем уверены в самом существовании KOI-456.04. Вероятность того, что этот сигнал является лишь случайной комбинацией шумов, авторы оценивают в 15%. Это немного, но строгие астрономические стандарты требуют снизить её до 1%.
К тому же планета только тогда окончательно признаётся существующей, когда её наличие подтверждается независимыми наблюдениями на другом инструменте. Учитывая, что период обращения KOI-456.04 превышает земной год, такого подтверждения придётся ждать как минимум несколько лет.
Однако землеподобный мир в зоне обитаемости солнцеподобного светила - настолько желанная цель, что можно не сомневаться: астрономическое сообщество уже взяло систему на карандаш.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о самой похожей на Землю планете и о ближайшем к Солнечной системе идеальном для жизни мире.