Международная группа астрономов, используя возможности сразу нескольких земных телескопов, смогла обнаружить очередную «вторую Землю». Главное отличие этой находки от предыдущих кроется в месте ее расположения. Дело в том, что экзопланета Proxima b, именно так нарекли планету, находится у ближайшей к Солнцу звезды — Проксимы Центавра. Разумеется, как и другие планеты, на которых возможна жизнь, она находится в обитаемой зоне, то есть удалена от родной звезды на такое расстояние, которое допускает существование воды в жидком виде. О самом открытии было объявлено на специальной пресс-конференции в штабе Южной европейской обсерватории, соответствующая научная работа будет опубликована в журнале Nature (препринт уже есть на сайте).
Для поиска экзопланеты исследователи использовали метод Доплера. Его суть в обнаружении периодических «покачиваний» звезды, обусловленных воздействием гравитации окружающих планет. Эти «покачивания», как правило, незначительные, но их вполне хватает, чтобы зафиксировать смещение спектра звезды. Для обнаружения колебаний спектральных параметров излучения ученые использовали сверхточные спектрометры HARPS и UVES, установленные на телескопах Южной европейской обсерватории.
Первое доказательство того, что у Проксимы Центавра может быть экзопланета, было получено при анализе архивных данных UVES и HARPS, собранных до 2016 года. Астрономы заметили периодичность смещений спектра, соответствовавшую амплитуде колебаний скорости объекта около пяти километров в час. Сигнал указывал на экзопланету с периодом обращения 11,2 суток, однако обладал низкой статистической значимостью.
В период с 19 января по 31 марта 2016 года астрономы почти каждую ночь проводили измерения, чтобы собрать больше данных.
Сопоставив старые данные с новыми, они пришли к выводу, что экзопланета существует. Вероятность того, что сигнал является случайной флуктуацией шума — один случай на 70 миллионов. При этом вероятность того, что периодичность сигнала вызвана самой Проксимой была исключена практически сразу — сделать это позволили специальные наблюдения с использованием независимого телескопа ASH2. В ходе наблюдений было установлено, что собственный период вращения красного карлика составляет 83 дня.
На основе данных о периоде обращения и массе Проксимы Центавра астрономы рассчитали минимальную массу экзопланеты, а также расстояние между объектами. Оказалось, что Proxima b по меньшей мере в 1,27 раза массивнее Земли и находится в 20 раз ближе к центральному светилу системы. Исходя из полученных сведений ученые предположили, что небесное тело относится к земному типу планет.
Если у Proxima b нет атмосферы, то ее равновесная температура оценивается в –40 градусов по Цельсию. Для сравнения в случае Земли та же оценка дает порядка –20 градусов. Ученые отметили, что причин исключать возможность существования на Proxima b атмосферы нет, но определить ее наличие по имеющемуся набору данных невозможно.
Против возможной обитаемости планет, располагающихся так близко к звездам, говорит множество факторов. В их числе рентгеновские вспышки в 400 раз мощнее, чем у Земли (из-за близости к звезде), сильное магнитное поле звезды и приливный захват, приводящий к тому, что планета повернута к Проксиме только одной стороной. Но немало и аргументов «за». Так астрономы отмечают, что Proxima b вряд ли могла возникнуть из протопланетного диска так близко к звезде — для этого масса планеты слишком велика. Если Proxima b, будучи почти сформированной, мигрировала из областей за «снеговой линией» протопланетного диска, — то есть оттуда, где могут существовать водные льдинки, — то, скорее всего, в ней есть много летучих веществ, способных подпитывать атмосферу. Если же она образовалась из мигрировавшей «гальки», то следует ожидать, что экзопланета будет довольно сухой.
Не исключают ученые и возможность существования других экзопланет, вращающихся вокруг Проксимы Центавра. Об этом, в числе прочего, говорят пиковые значения в анализе периодичности доплеровского сигнала, но для подтверждения этой гипотезы нужны дополнительные исследования.
Проксима Центавра — одна из трех звезд системы Альфа Центавра. Она обладает массой в 8,3 раза меньше, чем у Солнца, а ее температура составляет 2800 кельвинов — в два раза меньше, чем у нашего светила. Красный карлик располагается в 4,23 светового года от Земли и является самой близкой к нам звездой.
Источник: The Verge, Nature и N+1