Виявлено «надземлю», яку вчені вважають ідеальною ціллю для пошуку позаземного життя

Масивна екзопланета, виявлена на орбіті недалекої від нас карликової зорі, знаходиться в ідеальному положенні для пошуку ознак життя за допомогою телескопів наступного покоління.

Про це розповідають в Пенсильванському державному університеті, передають OstanniPodii.com.

За даними міжнародної групи, відкриття можливої «надземлі» менш ніж за 20 світлових років від нашої планети дає вченим нову надію в пошуках інших світів, які можуть бути притулком для життя. Вони назвали екзопланету GJ 251 c «надземлею», оскільки дані свідчать, що вона майже в чотири рази масивніша за Землю та, ймовірно, є кам'янистою планетою.

«Ми шукаємо такі типи планет, тому що вони дають нам найбільший шанс знайти життя в інших місцях», — сказав Суврат Махадеван, професор астрономії з Пенсильванського державного університету та співавтор статті про це відкриття, опублікованої 23 жовтня в The Astronomical Journal.

«Екзопланета знаходиться в зоні придатності для життя, або «зоні Золотоволоски», на правильній відстані від своєї зорі, щоб на її поверхні могла існувати рідка вода, якщо вона має відповідну атмосферу», - пояснив Махадеван.

Протягом десятиліть пошук планет, на яких може існувати рідка вода та, можливо, життя, спонукав астрономів розробляти й будувати сучасні телескопи та обчислювальні моделі, здатні виявляти навіть найслабші сигнали від зірок. Це останнє відкриття стало результатом двох десятиліть спостережень і відкриває одні з найперспективніших можливостей для пошуку ознак життя на інших планетах, сказав Махадеван.

Екзопланета була знайдена за допомогою даних Пошуковика планет у життєпридатних зонах (HPF), високоточного спектрографа в ближньому інфрачервоному діапазоні — складної призми, яка розкладає сигнали від світла зірок — встановленого на телескопі Хоббі-Еберлі в обсерваторії Макдональда в Техасі. Дослідники з Пенсильванського університету очолили розробку та будівництво HPF, створеного для виявлення землеподібних планет у життєпридатних зонах поблизу зірок.

«Ми називаємо його Пошуковиком планет у життєпридатних зонах, тому що ми шукаємо світи, які знаходяться на такій відстані від своєї зорі, що на їх поверхні може існувати рідка вода. Це було головною метою цього дослідження», — розповідає Махадеван. «Це відкриття є одним з найкращих кандидатів у пошуку атмосферних ознак життя в інших місцях протягом наступних п'яти-десяти років».

Команда зробила це відкриття, проаналізувавши величезну колекцію даних, зібраних протягом 20 років телескопами по всьому світу, зосередившись на незначному русі, або «хитанні», зорі GJ 251, навколо якої обертається планета. Це «хитання» складається з крихітних доплерівських зсувів у світлі зорі, спричинених гравітацією планети, що обертається навколо неї.

Вони використовували базові спостереження, щоб спочатку поліпшити вимірювання «хитання» раніше відомої внутрішньої планети GJ 251 b, яка обертається навколо зорі кожні 14 днів. Потім вони поєднали базові дані з новими високоточними даними з HPF, щоб виявити другий, сильніший сигнал через 54 дні, що вказує на наявність іншої, набагато масивнішої планети в системі.  Команда додатково підтвердила сигнал планети за допомогою спектрометра NEID, побудованого дослідниками Пенсильванського університету, який прикріплений до телескопа в Національній обсерваторії Кітт-Пік в Аризоні.

«Завдяки цій системі ми перебуваємо на передовій технології та методів аналізу», — сказав Корі Бірд, співавтор статті, який проводив дослідження під час здобуття докторського ступеня з астрофізики в Каліфорнійському університеті в Ірвіні. «Нам потрібні телескопи нового покоління, щоб безпосередньо сфотографувати цей об'єкт, але нам також потрібні інвестиції від спільноти».

Однією з найбільших проблем у пошуку віддалених світів є відокремлення сигналу планети від активності її зорі, свого роду зоряної погоди, пояснив Махадеван. Зоряна активність, така як зоряні плями, може імітувати періодичний рух планети, створюючи помилкове враження про наявність планети там, де її немає. Щоб відрізнити сигнал від шуму, дослідники застосували передові методи комп'ютерного моделювання для аналізу того, як сигнали змінюються в різних довжинах хвиль, або кольорах, світла.

«Це складна задача, оскільки потрібно придушити зоряну активність, а також виміряти її тонкі сигнали, виокремивши слабкі сигнали з того, що по суті є бурхливим магнітосферним казаном на поверхні зорі», — сказав Махадеван.

Він пояснив, що для відкриття екзопланет, таких як GJ 251 c, потрібні сучасні інструменти та складний аналіз даних. Ця робота передбачає співпрацю між багатьма установами та експертами з усього світу, а найголовніше — вимагає постійної підтримки з боку країн, що фінансують дослідження, яке часто може тривати десятиліттями, перш ніж дасть практичні результати.

«Для зменшення шуму від зоряної активності потрібні були не тільки найсучасніші прилади та доступ до телескопа, а й адаптація методів науки про дані до конкретних потреб цієї зорі та комбінації приладів. Поєднання вишуканих даних та найсучасніших статистичних методів дозволило нашій міждисциплінарній команді перетворити дані на відкриття, що захоплює, яке прокладає шлях для майбутніх обсерваторій у пошуках доказів існування життя за межами нашої Сонячної системи », - пояснив Ерік Форд, професор астрономії та астрофізики, директор з досліджень Інституту обчислювальних наук та наук про дані (ICDS) Пенсильванського державного університету.

Хоча екзопланету, яку відкрила команда, неможливо зобразити за допомогою сучасних приладів, Махадеван зазначив, що телескопи наступного покоління зможуть аналізувати атмосферу планети, що потенційно може виявити хімічні ознаки життя.

«Ми завжди зосереджені на майбутньому, — каже він. — Чи то забезпечення можливості для наступного покоління студентів брати участь у передових дослідженнях, чи то проєктування та створення нових технологій для виявлення потенційно придатних для життя планет».

Нововідкрита екзопланета ідеально розташована для безпосереднього спостереження за допомогою більш досконалих технологій. Махадеван і його студенти вже планують, коли з'являться більш потужні телескопи — нове покоління наземних телескопів класу 30 метрів. Оснащені сучасними приладами, нові телескопи, як очікується, зможуть отримувати зображення недалеких кам'янистих планет в зонах, придатних для життя.

«Хоча ми ще не можемо підтвердити наявність атмосфери або життя на GJ 251 c, ця планета є багатообіцяльною ціллю для майбутніх досліджень», — сказав Махадеван. «Ми зробили захопливе відкриття, але про цю планету ще багато чого потрібно дізнатися».

• Екзопланети
• Пошук позаземного життя