За 35 світлових років виявлено потенційно придатну для життя планету

Проведено найточніше на сьогодні дослідження планетної системи L 98-59 і підтверджено існування п′ятої планети в зоні придатності для життя цієї зорі, де умови можуть дозволити існуванню рідкої води.

Про це розповідають в Університеті Монреаля, передають OstanniPodii.com.

Вулканічні планети, субземля та водний світ

L 98-59, невелика зоря-червоний карлик, розташована всього за 35 світлових років від Землі, має три невеликі транзитні екзопланети, відкриті у 2019 році за допомогою космічному телескопу TESS (Супутник спостережень за транзитами екзопланет) NASA, а також четверту планету, виявлену завдяки вимірюванням радіальної швидкості за допомогою спектрографу ESPRESSO (Ешель-спектрограф для кам′янистих екзопланет і стабільних спектроскопічних спостережень) Європейської південної обсерваторії. Всі чотири планети обертаються навколо своєї материнської зорі в компактній орбітальній конфігурації, на відстані, в п′ять разів ближчій, ніж Меркурій до Сонця.

Ретельно проаналізувавши багатий набір спостережень з наземних і космічних телескопів, команда під керівництвом дослідника Університету Монреаля та Інституту досліджень екзопланет Троттьє (IREx) Чарльза Кадьє визначила розміри й масу планет з безпрецедентною точністю.

«Ці нові результати дають найповніше уявлення про захопливу систему L 98-59, яке ми коли-небудь мали», — каже Кадьє. «Це потужна демонстрація того, чого ми можемо досягти, поєднуючи дані космічних телескопів і високоточних інструментів на Землі, і це дає нам ключові цілі для майбутніх досліджень атмосфери за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба [JWST]».

Всі планети в цій системі мають масу й розміри, порівнянні із земними. Найближча до центру планета, L 98-59 b, становить лише 84% розміру Землі й приблизно половину її маси, що робить її однією з рідкісних субземних планет, параметри яких добре виміряні.

Дві внутрішні планети можуть зазнавати екстремальної вулканічної активності через припливне нагрівання, подібне до вулканічного супутника Юпітера, Іо, в Сонячній системі. Водночас третя планета, яка має надзвичайно низьку щільність, може бути «водяним світом», планетою, збагаченою водою, яких немає в нашій Сонячній системі.

Уточнений вимір показує, що внутрішні планети мають майже ідеально кругові орбіти, що є сприятливою конфігурацією для майбутніх атмосферних досліджень.

«Завдяки різноманітності кам′янистих світів і діапазону планетних складів, L 98-59 є унікальною лабораторією для вирішення деяких найактуальніших питань у цій галузі: з чого складаються суперземлі та субнептуни? Чи утворюються планети по-різному навколо малих зірок? Чи можуть кам′янисті планети навколо червоних карликів зберігати атмосферу протягом тривалого часу?» — додає Рене Дойон, співавтор дослідження, професор Університету Монреаля та директор IREx.

П′ята планета в зоні придатності для життя

Одним з ключових відкриттів цього дослідження є підтвердження існування п′ятої планети в системі L 98-59. Ця планета, позначена як L 98-59 f, не проходить перед своєю зорею — тобто не проходить безпосередньо між нами й зорею — але її наявність була виявлена завдяки незначним коливанням у русі зорі, які були зафіксовані завдяки вимірюванням радіальної швидкості за допомогою HARPS (Високоточний пошуковий пристрій для визначення радіальної швидкості планет) та даних ESPRESSO.

L 98-59 f отримує приблизно таку ж кількість зоряної енергії, як Земля від Сонця, що ставить її в помірну, або придатну для життя зону, де вода може залишатися в рідкому стані.

«Знахідка помірної планети в такій компактній системі робить це відкриття особливо цікавим», — зазначає Кадьє. «Воно підкреслює надзвичайну різноманітність екзопланетних систем і підкріплює аргументи на користь вивчення потенційно придатних для життя світів навколо зірок з малою масою».

Відкриття нових знань на основі наявних спостережень

Замість того, щоб просити про додатковий час для спостережень за допомогою телескопа, команда зробила ці відкриття, спираючись на багатий архів даних космічного телескопа TESS, спектрографів HARPS та ESPRESSO, а також JWST.

Вони застосували нову техніку построкового аналізу радіальної швидкості, запроваджену дослідниками IREx у 2022 році, щоб значно підвищити точність даних. Поєднавши її з новим диференціальним температурним індикатором, також розробленим командою, вони змогли точно ідентифікувати та видалити сигнал зоряної активності з даних, розкривши сигнал планети з безпрецедентною детальністю.

Поєднавши ці вдосконалені вимірювання з аналізом транзитів, спостережених JWST, команда подвоїла точність оцінок маси та радіусу відомих планет.

«Ми розробили ці методи, щоб розкрити такий прихований потенціал архівних даних», — додає Етьєн Артіго, співавтор дослідження та дослідник в Університеті Монреаля. «Це також підкреслює, як вдосконалення інструментів аналізу дозволяє нам покращити попередні відкриття за допомогою даних, які тільки чекають на повторний аналіз».

Наступна зупинка: Вебб

Ці результати підтверджують, що L 98-59 є однією з найцікавіших сусідніх систем для дослідження різноманітності кам′янистих планет і, зрештою, пошуку ознак життя.

Її близькість, невеликий розмір зорі й різноманітність складу планет та орбіт роблять її ідеальним кандидатом для подальшого дослідження атмосфери за допомогою JWST, яке команда IREx вже розпочала.

«Завдяки цим новим результатам L 98-59 приєднується до вибраної групи близьких компактних планетних систем, які ми сподіваємося детальніше вивчити в найближчі роки», — каже Александрін Л′Еру, співавторка дослідження та аспірантка Університету Монреаля. «Цікаво бачити, як вона стоїть поряд з такими системами, як TRAPPIST-1, у нашому прагненні розкрити природу та формування малих планет, що обертаються навколо зірок-червоних карликів».

Стаття «Детальна архітектура системи L 98-59 та підтвердження існування п′ятої планети в зоні придатності для життя» незабаром має бути опублікована в «The Astronomical Journal».

• Екзопланети