Астрономы обнаружили редкую землеподобную планету в зоне обитаемости

Недавно открытая экзопланета может быть достойной для поиска признаков жизни: если на ней сохранилась атмосфера, то есть большие шансы, что на большой площади ее дневной стороны была бы жидкая вода и пригодные для жизни условия.

Об этом рассказывают в Обществе им. Макса Планка, передают OstanniPodii.com.

Команда астрономов под руководством Дианы Коссаковски из Института астрономии Макса Планка проанализировала планету, которая вращается вокруг своей звезды, красного карлика Wolf 1069, в пригодной для жизни зоне.

Так называемая зона обитаемости включает расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать вода в жидком состоянии. Кроме того, планета под названием Wolf 1069 b имеет массу, подобную земной. Очень вероятно, что это каменистая планета, которая еще и может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур.

Когда астрономы ищут планеты за пределами нашей Солнечной системы, их особенно интересуют планеты, похожие на Землю. Из более 5000 экзопланет, открытых на сегодня, лишь около десятка имеют массу, подобную земной, и находятся в зоне обитаемости. С появлением Wolf 1069 b количество таких экзопланет, на которых могла бы развиться жизнь, увеличилось на одного кандидата.

Планета с вечными днем и ночью

Обнаружение таких маломассивных планет все еще остается сложной работой. Диана Коссаковски и ее команда в Институте Планка взялись за решение этой задачи. В рамках проекта Carmenes был разработан инструмент, специально предназначенный для поиска потенциально пригодных для жизни миров. Эту аппаратуру команда проекта использует в обсерватории Калар Альто в Испании.

"Когда мы проанализировали данные звезды Wolf 1069, мы обнаружили четкий низкоамплитудный сигнал того, что, как представляется, является планетой с массой, примерно равной массе Земли", - говорит Диана Коссаковски. "Она вращается вокруг звезды с периодом 15,6 суток на расстоянии, равном одной пятнадцатой расстояния между Землей и Солнцем".

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Согласно исследованию, поверхность карликовой звезды относительно холодная и поэтому выглядит оранжево-красноватой. "В результате так называемая зона обитаемости смещается внутрь", - объясняет Коссаковски. Таким образом, несмотря на близкое расстояние к центральной звезде, на планету Wolf 1069 b падает лишь около 65% мощности излучения от того, что Земля получает от Солнца. Эти особые условия делают планеты вокруг звезд-красных карликов, таких как Wolf 1069, потенциально благоприятными для жизни.

Кроме того, все они могут иметь одну особенность. Их вращение, вероятно, приливно заблокировано к орбите звезды. Иначе говоря, планета всегда обращена к звезде одной и той же стороной. Поэтому там вечный день, а на другой стороне всегда ночь. По этой же причине мы всегда смотрим на одну и ту же сторону Луны.

Моделирование климата для экзопланет

Если предположить, что Wolf 1069 b является обнаженной и каменистой планетой, то средняя температура даже на стороне, повернутой к звезде, составит всего минус 23 градуса по Цельсию. Однако, согласно текущим знаниям, вполне возможно, что на Wolf 1069 b сформировалась атмосфера. При таком предположении её температура могла бы повыситься до плюс 13 градусов, как показывают компьютерные симуляции с использованием климатических моделей. При таких обстоятельствах вода оставалась бы жидкой, и на планете могли бы преобладать благоприятные для жизни условия, поскольку жизнь, как мы знаем, зависит от воды.

Смоделирована карта температуры поверхности планеты Wolf 1069 b в предположении, что атмосфера подобна земной. Карта центрирована в точке, которая всегда обращена к звезде. Температуры даны в градусах Кельвина. 273,15 Кельвина соответствует нулю градусов Цельсия. Жидкая вода была бы возможна на поверхности планеты внутри красного круга. © Kossakowski et al. (2023) / MPIA

Атмосфера является предпосылкой для возникновения жизни не только с климатической точки зрения. Она также защищает Wolf 1069 b от высокоэнергетического электромагнитного излучения и частиц, которые могли бы разрушить возможные биомолекулы. Излучение и частицы исходят либо из межзвездного пространства, либо от центральной звезды. Если излучение звезды слишком интенсивное, оно может разрушить атмосферу планеты, как это произошло с Марсом. Но, поскольку речь идет о красном карлике, Wolf 1069 излучает лишь относительно слабую радиацию.

Таким образом, на новооткрытой планете могла сохраниться атмосфера. Возможно даже, что у планеты есть магнитное поле, которое защищает ее от заряженных частиц звездного ветра. Многие каменистые планеты имеют жидкое ядро, которое генерирует магнитное поле за счет эффекта динамо, подобно планете Земля.

Трудный поиск экзопланет с массой Земли

С тех пор как 30 лет назад была открыта первая экзопланета такого типа, в поисках экзопланет был достигнут огромный прогресс. Однако признаки, которые астрономы ищут для обнаружения планет с массами и диаметрами, подобными земным, относительно слабые и их трудно извлечь из данных. Команда Carmenes ищет небольшие периодические сдвиги частоты в звездных спектрах. Ожидается, что эти сдвиги возникают, когда компаньон притягивает своей гравитацией звезду-хозяина, заставляя ее колебаться. В результате частота света, измеряемого на Земле, меняется из-за эффекта Доплера.

В случае Wolf 1069 и ее недавно открытой планеты, эти колебания достаточно велики, чтобы их можно было измерить. Одна из причин заключается в том, что разница в массе между звездой и планетой относительно мала, что заставляет звезду колебаться вокруг общего центра масс более заметно, чем в других случаях. По периодическому сигналу можно оценить и массу планеты.

Всего несколько кандидатов для будущего изучения экзопланет

На расстоянии 31 светового года Wolf 1069 b является шестой ближайшей планетой земной массы в зоне обитаемости вокруг своей звезды. Она принадлежит к небольшой группе объектов, таких как Проксима Центавра b и Trappist-1 e, которые являются кандидатами на поиск биосигнатур. Однако в настоящее время такие наблюдения находятся за пределами возможностей астрономических исследований.

Иллюстрация, на которой сравниваются три экзопланетные системы звезд-красных карликов, у которых находятся планеты с массой Земли. Зеленые кольца указывают на отдельные пригодные для жизни зоны. © MPIA graphics department/J. Neidel

"Вероятно, нам придется подождать еще десять лет", - отмечает Коссаковски. Сверхбольшой телескоп (ELT), строящийся сейчас в Чили, сможет изучить состав атмосфер этих планет и, возможно, даже обнаружить молекулярные свидетельства жизни.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.