Астрономи виявили рідкісну землеподібну планету в зоні життєпридатності

Недавно відкрита екзопланета може бути гідною для пошуку ознак життя: якщо на ній збереглася атмосфера, то є великі шанси, що на великій площі її денного боку була б рідка вода й придатні для життя умови.

Про це розповідають в Товаристві ім. Макса Планка, передають OstanniPodii.com.

Команда астрономів під керівництвом Діани Коссаковскі з Інституту астрономії Макса Планка проаналізувала планету, яка обертається навколо своєї зірки, червоного карлика Wolf 1069, у придатній для життя зоні.

Зона життєпридатності включає відстані навколо зірки, на яких на поверхні планети може існувати вода у рідкому стані. Крім того, планета під назвою Wolf 1069 b має масу, подібну до земної. Дуже ймовірно, що це кам′яниста планета, яка ще й може мати атмосферу. Це робить планету однією з небагатьох перспективних цілей для пошуку ознак сприятливих для життя умов і біосигнатур.

Коли астрономи шукають планети за межами нашої Сонячної системи, їх особливо цікавлять планети, схожі на Землю. Із понад 5000 екзопланет, відкритих на сьогодні, лише близько десятка мають масу, подібну до земної, і знаходяться у життєпридатній зоні. З появою Wolf 1069 b кількість таких екзопланет, на яких могло б розвинутися життя, збільшилася на одного кандидата.

Планета з вічними днем і ніччю

Виявлення таких маломасивних планет все ще залишається складною задачею. Діана Коссаковскі та її команда в Інституті Планка взялися за вирішення цього завдання. У рамках проєкту Carmenes було розроблено інструмент, спеціально призначений для пошуку потенційно придатних для життя світів. Цю апаратуру команда проєкту використовує в обсерваторії Калар Альто в Іспанії.

Новини за подібною темою:

		"Габбл" і "Нові горизонти" одночасно націлилися на Уран для подальшого вивчення екзопланет
		Вчені відкрили планету, що обертається навколо найближчої до нашого Сонця поодинокої зорі
		"Вебб" виявив на "пухкій" екзопланеті несподівану асиметрію її атмосфери

"Коли ми проаналізували дані зірки Wolf 1069, ми виявили чіткий низькоамплітудний сигнал того, що, як вбачається, є планетою з масою, що приблизно дорівнює масі Землі", - каже Діана Коссаковскі. "Вона обертається навколо зірки з періодом 15,6 доби на відстані, що дорівнює одній п′ятнадцятій відстані між Землею й Сонцем".

Результати дослідження опубліковані в журналі Astronomy & Astrophysics.

Згідно з дослідженням, поверхня карликової зірки відносно холодна й тому виглядає оранжево-червонуватою. "У результаті так звана зона життєпридатності зміщується всередину", - пояснює Коссаковскі. Таким чином, попри близьку відстань до центральної зірки, на планету Wolf 1069 b падає лише близько 65% потужності випромінювання від того, що Земля отримує від Сонця. Ці особливі умови роблять планети навколо зірок-червоних карликів, таких як Wolf 1069, потенційно сприятливими для життя.

Крім того, всі вони можуть мати одну особливість. Їхнє обертання, ймовірно, приливно заблоковане до орбіти зірки. Інакше кажучи, планета завжди обернена до зірки одним і тим самим боком. Тому там вічний день, а на іншому боці завжди ніч. З цієї ж причини ми завжди дивимося на один і той самий бік Місяця.

Моделювання клімату для екзопланет

Якщо припустити, що Wolf 1069 b є оголеною та кам′янистою планетою, то середня температура навіть на боці, поверненому до зірки, становитиме всього мінус 23 градуси за Цельсієм. Однак, згідно з поточними знаннями, цілком можливо, що на Wolf 1069 b сформувалася атмосфера. За такого припущення її температура могла б підвищитися до плюс 13 градусів, як показують комп′ютерні симуляції з використанням кліматичних моделей. За таких обставин вода залишалася б рідкою, і на планеті могли б переважати сприятливі для життя умови, оскільки життя, як ми знаємо, залежить від води.

Змодельована карта температури поверхні планети Wolf 1069 b у припущенні, що атмосфера подібна до земної. Карта центрована в точці, яка завжди звернена до зірки. Температури дано в градусах Кельвіна. 273,15 Кельвіна відповідає нулю градусів Цельсія. Рідка вода була б можлива на поверхні планети всередині червоного кола. © Kossakowski et al. (2023) / MPIA

Атмосфера є передумовою для виникнення життя не тільки з кліматичної точки зору. Вона також захищає Wolf 1069 b від високоенергетичного електромагнітного випромінювання та частинок, які могли б зруйнувати можливі біомолекули. Випромінювання й частинки виходять або з міжзоряного простору, або від центральної зірки. Якщо випромінювання зірки занадто інтенсивне, воно може зруйнувати атмосферу планети, як це сталося з Марсом. Але, оскільки йдеться про червоного карлика, Wolf 1069 випромінює лише відносно слабку радіацію.

Таким чином, на нововідкритій планеті могла зберегтися атмосфера. Можливо навіть, що у планети є магнітне поле, яке захищає її від заряджених частинок зоряного вітру. Багато кам′янистих планет мають рідке ядро, яке генерує магнітне поле за рахунок ефекту динамо, подібно до планети Земля.

Важкий пошук екзопланет з масою Землі

Відтоді як 30 років тому було відкрито першу екзопланету такого типу, у пошуках екзопланет було досягнуто величезного прогресу. Проте ознаки, які астрономи шукають для виявлення планет з масами й діаметрами, подібними до земних, відносно слабкі та їх важко витягти з даних. Команда Carmenes шукає невеликі періодичні зсуви частоти в зоряних спектрах. Очікується, що ці зсуви виникають, коли компаньйон притягує своєю гравітацією зірку-господаря, змушуючи її коливатися. У результаті частота світла, вимірюваного на Землі, змінюється через ефект Доплера.

У випадку Wolf 1069 та її недавно відкритої планети, ці коливання досить великі, щоб їх можна було виміряти. Одна з причин полягає в тому, що різниця в масі між зіркою й планетою відносно мала, що змушує зірку коливатися навколо спільного центру мас більш помітно, ніж в інших випадках. За періодичним сигналом можна оцінити й масу планети.

Лише кілька кандидатів для майбутнього вивчення екзопланет

На відстані 31 світлового року Wolf 1069 b є шостою найближчою планетою земної маси у зоні життєпридатності навколо своєї зірки. Вона належить до невеликої групи об′єктів, таких як Проксима Центавра b і Trappist-1 e, які є кандидатами на пошук біосигнатур. Однак наразі такі спостереження перебувають за межами можливостей астрономічних досліджень.

Ілюстрація, на якій порівнюються три екзопланетні системи зірок-червоних карликів, у яких знаходяться планети з масою Землі. Зелені кільця вказують на окремі придатні для життя зони. © MPIA graphics department/J. Neidel

"Ймовірно, нам доведеться почекати ще десять років", - зазначає Коссаковскі. Надзвичайно великий телескоп (ELT), що будується нині в Чилі, зможе вивчити склад атмосфер цих планет і, можливо, навіть виявити молекулярні свідчення життя.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Екзопланети