За 35 световых лет обнаружена потенциально пригодная для жизни планета

Проведено самое точное на сегодняшний день исследование планетной системы L 98-59 и подтверждено существование пятой планеты в зоне пригодности для жизни этой звезды, где условия могут позволить существование жидкой воды.

Об этом рассказывают в Университете Монреаля, передают OstanniPodii.com.

Вулканические планеты, субземля и водный мир

L 98-59, небольшая звезда-красный карлик, расположенная всего за 35 световых лет от Земли, имеет три небольшие транзитные экзопланеты, открытые в 2019 году с помощью космического телескопа TESS (Спутник наблюдений за транзитами экзопланет) NASA, а также четвертую планету, обнаруженную благодаря измерениям радиальной скорости с помощью спектрографа ESPRESSO (Эшель-спектрограф для каменистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений) Европейской южной обсерватории. Все четыре планеты вращаются вокруг своей материнской звезды в компактной орбитальной конфигурации, на расстоянии, в пять раз ближе, чем Меркурий к Солнцу.

Тщательно проанализировав богатый набор наблюдений с наземных и космических телескопов, команда под руководством исследователя Университета Монреаля и Института исследований экзопланет Троттье (IREx) Чарльза Кадье определила размеры и массу планет с беспрецедентной точностью.

«Эти новые результаты дают самое полное представление о захватывающей системе L 98-59, которое мы когда-либо имели», — говорит Кадье. «Это мощная демонстрация того, чего мы можем достичь, объединяя данные космических телескопов и высокоточных инструментов на Земле, и это дает нам ключевые цели для будущих исследований атмосферы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба [JWST]».

Все планеты в этой системе имеют массу и размеры, сопоставимые с земными. Ближайшая к центру планета, L 98-59 b, составляет всего 84% размера Земли и примерно половину ее массы, что делает ее одной из редких субземных планет, параметры которых хорошо измерены.

Две внутренние планеты могут подвергаться экстремальной вулканической активности из-за приливного нагрева, подобного вулканическому спутнику Юпитера, Ио, в Солнечной системе. В то же время третья планета, которая имеет чрезвычайно низкую плотность, может быть «водным миром», планетой, обогащенной водой, которых нет в нашей Солнечной системе.

Уточненное измерение показывает, что внутренние планеты имеют почти идеально круговые орбиты, что является благоприятной конфигурацией для будущих атмосферных исследований.

«Благодаря разнообразию каменистых миров и диапазону планетных составов, L 98-59 является уникальной лабораторией для решения некоторых самых актуальных вопросов в этой области: из чего состоят суперземли и субнептуны? Образуются ли планеты по-разному вокруг малых звезд? Могут ли каменистые планеты вокруг красных карликов сохранять атмосферу в течение длительного времени?» — добавляет Рене Дойон, соавтор исследования, профессор Университета Монреаля и директор IREx.

Пятая планета в зоне пригодности для жизни

Одним из ключевых открытий этого исследования является подтверждение существования пятой планеты в системе L 98-59. Эта планета, обозначенная как L 98-59 f, не проходит перед своей звездой — то есть не проходит непосредственно между нами и звездой — но ее наличие было обнаружено благодаря незначительным колебаниям в движении звезды, которые были зафиксированы благодаря измерениям радиальной скорости с помощью HARPS (Высокоточный поисковый прибор для определения радиальной скорости планет) и данных ESPRESSO.

L 98-59 f получает примерно такое же количество звездной энергии, как Земля от Солнца, что ставит ее в умеренную, или пригодную для жизни зону, где вода может оставаться в жидком состоянии.

«Находка умеренной планеты в такой компактной системе делает это открытие особенно интересным», — отмечает Кадье. «Оно подчеркивает чрезвычайное разнообразие экзопланетных систем и подкрепляет аргументы в пользу изучения потенциально пригодных для жизни миров вокруг звезд с малой массой».

Открытие новых знаний на основе имеющихся наблюдений

Вместо того, чтобы просить о дополнительном времени для наблюдений с помощью телескопа, команда сделала эти открытия, опираясь на богатый архив данных космического телескопа TESS, спектрографов HARPS и ESPRESSO, а также JWST.

Они применили новую технику построчного анализа радиальной скорости, введенную исследователями IREx в 2022 году, чтобы значительно повысить точность данных. Сочетая ее с новым дифференциальным температурным индикатором, также разработанным командой, они смогли точно идентифицировать и удалить сигнал звездной активности из данных, раскрыв сигнал планеты с беспрецедентной детальностью.

Объединив эти усовершенствованные измерения с анализом транзитов, наблюдаемых JWST, команда удвоила точность оценок массы и радиуса известных планет.

«Мы разработали эти методы, чтобы раскрыть такой скрытый потенциал архивных данных», — добавляет Этьен Артиго, соавтор исследования из Университета Монреаля. «Это также подчеркивает, как совершенствование инструментов анализа позволяет нам улучшить предыдущие открытия с помощью данных, которые только ждут повторного анализа».

Следующая остановка: Уэбб

Эти результаты подтверждают, что L 98-59 является одной из самых интересных соседних систем для исследования разнообразия каменистых планет и, в конечном итоге, поиска признаков жизни.

Ее близость, небольшой размер звезды и разнообразие состава планет и орбит делают ее идеальным кандидатом для дальнейшего исследования атмосферы с помощью JWST, которое команда IREx уже начала.

«Благодаря этим новым результатам L 98-59 присоединяется к избранной группе близких компактных планетных систем, которые мы надеемся более подробно изучить в ближайшие годы», — говорит Александрин Л′Эру, соавтор исследования и аспирантка Университета Монреаля. «Интересно видеть, как она стоит рядом с такими системами, как TRAPPIST-1, в нашем стремлении раскрыть природу и формирование малых планет, вращающихся вокруг звезд-красных карликов».

Статья «Детальная архитектура системы L 98-59 и подтверждение существования пятой планеты в зоне пригодности для жизни» вскоре должна быть опубликована в «The Astronomical Journal».

• Экзопланеты