space

Планетарная система `Горох в стручке’ предлагает ученым близлежащие драгоценные камни

Категория: Наблюдения

Когда одна звезда содержит каменистую планету размером в половину Венеры, другой мир, который может иметь океан, и намек на планету, которая может содержать жидкую воду на своей поверхности, астрономы обращают на это внимание.

Новое исследование предполагает, что звездная система всего в 35 световых годах от Земли могла бы вместить все эти драгоценные камни из четырех или пяти известных планет. Это как раз тот район, который может воспламенить мечты о том, что обнаружение второй Земли не за горами, даже когда астрономы пробираются сквозь бесчисленное количество обнаружений экзопланет, которые не более подробны, чем оценка размера.

«Эта система объявляет о том, что должно произойти», — говорится в заявлении Европейской южной обсерватории (ESO) Оливье Деманжон, исследователя из Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Университета Порту в Португалии и ведущего автора нового исследования, чьи возможности использовались в ходе исследования.

«Мы, как общество, гонимся за планетами земной группы с момента зарождения астрономии», — добавил он. «Теперь мы, наконец, подходим все ближе и ближе к обнаружению планеты земного типа в обитаемой зоне ее звезды, из которой мы могли бы изучать атмосферу».

В основе этой интригующей звездной системы лежит ярко-красный карлик, получивший название L 98-59, иногда также известный как TOI-175. Отдельная группа астрономов впервые определила три соседние планеты, каждая размером с Землю, в исследовании, опубликованном два года назад.

«Это в некоторой степени аналогично тому, как смотреть на Венеру, Землю и Марс в Солнечной системе», — сказала Space Knicole Colón, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, который участвовал в том первоначальном исследовании.

Венера, Земля и Марс очень, очень отличаются друг от друга, и для того, чтобы понять, типично ли это для планетных систем или необычный аспект нашего собственного соседства, ученым необходимо познакомиться с другими семействами миров.

«Насколько похожи экзопланеты, сформированные вокруг одной звезды и близкие по размеру друг к другу?» Колон написал. На момент исследования, в котором он принимал участие, размеры планет были почти всем, что ученые могли сказать об этих мирах.

Большинство наблюдений, использованных в этом исследовании, было получено с помощью спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), который смотрит на яркие близлежащие звезды, чтобы обнаружить крошечные провалы в яркости, которые отмечают планету, проходящую между звездой и телескопом.

Количество света, которое блокирует планета, определяется ее размером, поэтому статистику легко вычислить, но это число не обязательно многое говорит ученым о том, на что будет похоже посещение планеты, которое больше зависит от ее состава. «Если мы хотим знать, из чего состоит планета, минимум, который нам нужен, — это ее масса и радиус», — говорится в заявлении Деманжеона.

Отсюда ученые могут рассчитать общую плотность планеты и сравнить это число, скажем, с газовыми смесями, которые составляют внешние планеты нашей солнечной системы или голую скалу и массивное металлическое ядро ​​Меркурия.

Другие команды приложили немало усилий для вычисления массы этих планет, но Деманжен и его соавторы решили еще раз взглянуть на систему L 98-59 и попытаться вычислить массу ее планет в надежде получить более точные наблюдения, используя другой инструмент — спектрограф Эшелле для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений (ESPRESSO) на очень большом телескопе ESO в Чили.

По данным ESO, ESPRESSO предназначен для выявления потенциальных «близнецов Земли» вокруг звезд, похожих на Солнце. Подобно TESS и большинству других охотников за экзопланетами, ESPRESSO изучает планеты, тщательно анализируя свет от звезды-хозяина. Из-за гравитационной связи между звездой и ее планетой звезда с компаньонами не совсем вращается на месте; вместо этого звезда слегка покачивается, когда планета тянет ее.

Тщательно проследив, как световой отпечаток звезды меняется с течением времени, ученые могут выделить это колебание и вычислить массу планеты, вызывающую колебание. Этот метод, называемый лучевой скоростью, может работать, даже когда ученые не видят планету или тень, которую она отбрасывает на поверхность своей звезды, поэтому ученые могут использовать эту технику как для лучшего понимания известных экзопланет, так и для открытия новых.

Исследователи утверждают, что анализ лучевых скоростей системы L 98-59, проведенный ESPRESSO, выполнил оба подвига, уточнив понимание учеными трех известных планет и определив одну или две ранее скрытые.

Давайте начнем с самого сердца этого близлежащего планетарного семейства: звезды L 98-59, которая, по словам исследователей, вращается примерно каждые 80 дней. Как красный карлик, L 98-59 намного меньше нашей звезды, но ее планеты также находятся ближе к ней.

Итак, два самых внутренних получают больше тепла и света, чем Меркурий, в то время как два или три внешних получают больше тепла и света, чем Меркурий, но меньше, чем Земля. Затем идут планеты. Самый внутренний мир — это самая легкая экзопланета, которую ученые смогли измерить с помощью лучевой скорости, составляющей всего половину массы Венеры.

По словам исследовательской группы, меньшие планеты обычно намного сложнее идентифицировать и изучать, чем большие планеты, независимо от того, какую технику используют ученые, поэтому новое исследование является обнадеживающим признаком того, что астрономы будут обнаруживать другие относительно небольшие планеты в ближайшем будущем.

«Это шаг вперед в нашей способности измерять массы мельчайших планет за пределами Солнечной системы», — сказала Мария Роза Сапатеро Осорио, астроном из Центра астробиологии в Мадриде, Испания, и соавтор нового исследования. говорится в заявлении ESO.

Согласно анализу ученых, и эта планета, и ее сосед, похоже, скрывают маленькие железные ядра, и у каждой из них может быть немного воды в атмосфере. Третий камень от этого инопланетного солнца, кажется, имеет такое же ядро, что и два его брата и сестры, но тогда все становится совсем иначе.

Согласно расчетам нового исследования, здесь и воды, и газа гораздо больше, и, возможно, около одной трети массы планеты составляет вода. Эти три мира — одно и то же, впервые обнаруженное в данных TESS. Но с помощью измерений лучевой скорости ученые, участвовавшие в новом исследовании, обнаружили еще одну планету, а также потенциальную пятую планету, для которой все еще нужны более точные данные.

Если эти данные действительно являются пятым миром, он будет получать от звезды примерно столько же света и тепла, сколько Земля получает от Солнца, и, вероятно, будет подходящей температурой для защиты воды на ее поверхности — и жизни в свою очередь. Окрестности в целом, конечно, тоже порождают загадки.

В совокупности система, похоже, соответствует категории многопланетных систем, которую ученые назвали «горошком в стручке», где планеты одинакового размера расположены на регулярных расстояниях от звезды. Лишь несколько других мультипланетных систем построены вокруг красных карликов, таких как L 98-59, но, что любопытно, одна из них — знаменитая система TRAPPIST-1, отмечают авторы исследования.

Как обычно, ученые будут продолжать разгадывать загадки системы L 98-59. По словам Колона, ученые уже используют космический телескоп Хаббла для изучения атмосферы во всех трех внутренних мирах, а космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на конец этого года, будет наблюдать вторую и третью планеты.

«Этот тип исследования действительно вдохновляет и вдохновляет меня, потому что он демонстрирует невероятную синергию, существующую между всеми учреждениями, которые работают над открытием и изучением экзопланет», — написал Колон.

Поделиться с друзьями: