Обнаружена «суперземля», которую ученые считают идеальной целью для поиска внеземной жизни

Массивная экзопланета, обнаруженная на орбите недалекой от нас карликовой звезды, находится в идеальном положении для поиска признаков жизни с помощью телескопов следующего поколения.

Об этом рассказывают в Пенсильванском государственном университете, передают OstanniPodii.com.

По данным международной группы, открытие возможной «суперземли» менее чем в 20 световых годах от нашей планеты дает ученым новую надежду в поисках других миров, которые могут быть пристанищем для жизни. Они назвали экзопланету GJ 251 c «суперземлей», поскольку данные свидетельствуют, что она почти в четыре раза массивнее Земли и, вероятно, является каменистой планетой.

«Мы ищем такие типы планет, потому что они дают нам наибольший шанс найти жизнь в других местах», — сказал Суврат Махадеван, профессор астрономии из Пенсильванского государственного университета и соавтор статьи об этом открытии, опубликованной 23 октября в The Astronomical Journal.

«Экзопланета находится в зоне пригодности для жизни, или «зоне Золотоволоски», на правильном расстоянии от своей звезды, чтобы на ее поверхности могла существовать жидкая вода, если она имеет соответствующую атмосферу», — пояснил Махадеван.

На протяжении десятилетий поиск планет, на которых может существовать жидкая вода и, возможно, жизнь, побуждал астрономов разрабатывать и строить современные телескопы и вычислительные модели, способные обнаруживать даже самые слабые сигналы от звезд. Это последнее открытие стало результатом двух десятилетий наблюдений и открывает одни из самых перспективных возможностей для поиска признаков жизни на других планетах, сказал Махадеван.

Экзопланета была найдена с помощью данных Поисковика планет в зонах обитаемости (HPF), высокоточного спектрографа в ближнем инфракрасном диапазоне — сложной призмы, которая раскладывает сигналы от света звезд — установленного на телескопе Хобби-Эберли в обсерватории Макдональда в Техасе. Исследователи из Пенсильванского университета возглавили разработку и строительство HPF, созданного для обнаружения землеподобных планет в пригодных для жизни зонах вблизи звезд.

«Мы называем его Поисковиком планет в зонах обитаемости, потому что мы ищем миры, которые находятся на таком расстоянии от своей звезды, что на их поверхности может существовать жидкая вода. Это было главной целью этого исследования», — рассказывает Махадеван. «Это открытие является одним из лучших кандидатов в поиске атмосферных признаков жизни в других местах в течение следующих пяти-десяти лет».

Команда сделала это открытие, проанализировав огромную коллекцию данных, собранных в течение 20 лет телескопами по всему миру, сосредоточившись на незначительном движении, или «колебании», звезды GJ 251, вокруг которой вращается планета. Это «колебание» состоит из крошечных доплеровских сдвигов в свете звезды, вызванных гравитацией вращающейся вокруг нее планеты.

Они использовали базовые наблюдения, чтобы сначала улучшить измерения «колебания» ранее известной внутренней планеты GJ 251 b, которая вращается вокруг звезды каждые 14 дней. Затем они объединили базовые данные с новыми высокоточными данными из HPF, чтобы обнаружить второй, более сильный сигнал через 54 дня, указывающий на наличие другой, гораздо более массивной планеты в системе.  Команда дополнительно подтвердила сигнал планеты с помощью спектрометра NEID, построенного исследователями Пенсильванского университета, который прикреплен к телескопу в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне.

«Благодаря этой системе мы находимся на передовой технологии и методов анализа», — сказал Кори Бирд, соавтор статьи, который проводил исследование во время получения докторской степени по астрофизике в Калифорнийском университете в Ирвине. «Нам нужны телескопы нового поколения, чтобы непосредственно сфотографировать этот объект, но нам также нужны инвестиции от сообщества».

Одной из самых больших проблем в поиске удаленных миров является отделение сигнала планеты от активности ее звезды, своего рода звездной погоды, пояснил Махадеван. Звездная активность, такая как звездные пятна, может имитировать периодическое движение планеты, создавая ложное впечатление о наличии планеты там, где ее нет. Чтобы отличить сигнал от шума, исследователи применили передовые методы компьютерного моделирования для анализа того, как сигналы меняются в разных длинах волн, или цветах, света.

«Это сложная задача, поскольку нужно подавить звездную активность, а также измерить ее тонкие сигналы, выделив слабые сигналы из того, что по сути является бурным магнитосферным котлом на поверхности звезды», — сказал Махадеван.

Он объяснил, что для открытия экзопланет, таких как GJ 251 c, нужны современные инструменты и сложный анализ данных. Эта работа предполагает сотрудничество между многими учреждениями и экспертами со всего мира, а самое главное — требует постоянной поддержки со стороны стран, финансирующих исследования, которые часто могут длиться десятилетиями, прежде чем дадут практические результаты.

«Для уменьшения шума от звездной активности требовались не только самые современные приборы и доступ к телескопу, но и адаптация методов науки о данных к конкретным потребностям этой звезды и комбинации приборов. Сочетание изысканных данных и самых современных статистических методов позволило нашей междисциплинарной команде превратить данные в захватывающее открытие, которое прокладывает путь для будущих обсерваторий в поисках доказательств существования жизни за пределами нашей Солнечной системы », - пояснил Эрик Форд, профессор астрономии и астрофизики, директор по исследованиям Института вычислительных наук и наук о данных (ICDS) Пенсильванского государственного университета.

Хотя экзопланету, которую открыла команда, невозможно изобразить с помощью современных приборов, Махадеван отметил, что телескопы следующего поколения смогут анализировать атмосферу планеты, что потенциально может выявить химические признаки жизни.

«Мы всегда сосредоточены на будущем, — говорит он. — Будь то обеспечение возможности для следующего поколения студентов участвовать в передовых исследованиях или проектирование и создание новых технологий для обнаружения потенциально пригодных для жизни планет».

Новооткрытая экзопланета идеально расположена для непосредственного наблюдения с помощью более совершенных технологий. Махадеван и его студенты уже планируют, когда появятся более мощные телескопы — новое поколение наземных телескопов класса 30 метров. Оснащенные современными приборами, новые телескопы, как ожидается, смогут получать изображения недалеких каменистых планет в зонах, пригодных для жизни.

«Хотя мы еще не можем подтвердить наличие атмосферы или жизни на GJ 251 c, эта планета является многообещающей целью для будущих исследований», — сказал Махадеван. «Мы сделали захватывающее открытие, но об этой планете еще многое предстоит узнать».

• Экзопланеты
• Поиск внеземной жизни