Вчені знайшли екзопланету, на якій може бути життя

Щойно відкрита екзопланета може бути вартою пошуку ознак життя. Аналіз, проведений командою під керівництвом астронома Діани Коссаковскі з Інституту астрономії Макса Планка, стосується планети, яка обертається навколо своєї рідної зірки, червоного карлика Wolf 1069. Так звана зона проживання включає відстані навколо зірки, на яких на поверхні планети може існувати рідка вода. Крім того, планета під назвою Wolf 1069 b має земну масу. Цілком ймовірно, що ця планета є скелястою, яка також може мати атмосферу. Це робить планету однією з небагатьох перспективних цілей для пошуку сприятливих для життя ознак.

Коли астрономи шукають планети за межами нашої Сонячної системи, їх особливо цікавлять планети, схожі на Землю. З більш ніж 5 тисяч екзопланет, які вони виявили на даний момент, лише близько дюжини мають масу, подібну до Землі, і заселяють зону життя, область планетної системи, де вода може зберігати свою рідку форму на поверхні планети. З Wolf 1069 b кількість таких екзопланет, на яких могло розвинутися життя, збільшилася на одного кандидата.

Планета з вічним днем ​​і ніччю

Виявлення таких планет з малою масою все ще є серйозною проблемою. Діана Коссаковскі та її команда з Інституту астрономії Макса Планка в Гейдельберзі взялися за це завдання. В рамках проекту Carmenes був розроблений інструмент спеціально для пошуку потенційно населених світів. Команда Carmenes використовує цей апарат в обсерваторії Калар Альто в Іспанії.

«Коли ми проаналізували дані зірки Wolf 1069, ми виявили чіткий сигнал низької амплітуди того, що, здається, є планетою маси приблизно земної. – каже Діана Коссаковська. – Вона обертається навколо зірки за 15,6 дня на відстані, еквівалентній одній п’ятнадцятій відстані між Землею та Сонцем».

Згідно з дослідженням, поверхня карликової зірки є відносно прохолодною і тому виглядає оранжево-червонуватою.

«В результаті так звана житлова зона зсувається всередину», – пояснює Коссаковскі.

Незважаючи на близьку відстань до центральної зірки, планета Wolf 1069 b отримує лише близько 65 відсотків падаючої потужності випромінювання, яку отримує Земля від Сонця. Ці особливі умови роблять планети навколо червоних карликів, таких як Wolf 1069, потенційно сприятливими для життя. Крім того, усі вони можуть мати особливість. Ймовірно, їхнє обертання припливно прив’язане до орбіти зірки-господаря. Іншими словами, зірка завжди звернена до однієї сторони планети. Отже, там вічний день, а з іншого боку завжди ніч. Це також причина, чому ми завжди бачимо лише один бік Місяця.

Моделювання клімату для екзопланет

На зображенні показано імітацію клімату планети. Показано еліптичну проекцію всієї сферичної поверхні планети в одну площину. Еліпс виділений синім кольором і накладений на нього сірими лініями сітки системи координат. Центр проекції карти заповнений жовто-зеленуватим кольором і обведений червоною лінією. Блакитне забарвлення відповідає областям з більш низькими температурами поверхні нижче 200 Кельвінів, жовто-зелений колір – областям з більш високими температурами вище 275 Кельвінів.

Якщо припустити, що Wolf 1069 b — це гола і скеляста планета, середня температура навіть на стороні, зверненій до зірки, становитиме лише мінус 23 градуси за Цельсієм. Однак, згідно з наявними знаннями, цілком можливо, що Wolf 1069 b утворив атмосферу. За такого припущення її температура могла підвищитися до плюс 13 градусів, як показує комп’ютерне моделювання з кліматичними моделями. За цих обставин вода залишалася б рідкою, і могли б панувати сприятливі для життя умови, тому що життя, яке ми знаємо, залежить від води.

Атмосфера є не лише передумовою для виникнення життя з кліматичної точки зору. Це також захистить Wolf 1069 b від високоенергетичного електромагнітного випромінювання та частинок, які можуть зруйнувати можливі біомолекули. Випромінювання та частинки походять або з міжзоряного простору, або з центральної зірки. Якщо випромінювання зірки надто інтенсивне, воно також може звільнити атмосферу планети, як це сталося з Марсом. Але як червоний карлик, Wolf 1069 випромінює лише відносно слабке випромінювання. Таким чином, на нововідкритій планеті, можливо, збереглася атмосфера. Можливо навіть, що планета має магнітне поле, яке захищає її від заряджених частинок зоряного вітру. Багато скелястих планет мають рідке ядро, яке створює магнітне поле за допомогою ефекту динамо, подібно до планети Земля.

Важкий пошук екзопланет масою Землі

У пошуках екзопланет відбувся величезний прогрес після того, як 30 років тому було відкрито першу в своєму роді. Тим не менш, ознаки, які астрономи шукають для виявлення планет із земними масами та діаметрами, відносно слабкі, і їх важко витягти з даних. Команда Carmenes шукає невеликі періодичні зрушення частоти в зоряних спектрах. Очікується, що ці зрушення виникнуть, коли компаньйон тягне головну зірку своєю силою тяжіння, змушуючи її коливатися. В результаті. частота світла, виміряного на Землі, змінюється через ефект Доплера. У випадку з Wolf 1069 і її нещодавно відкритою планетою ці коливання достатньо великі, щоб їх можна було виміряти. Однією з причин є те, що різниця мас між зіркою та планетою відносно мала, змушуючи зірку коливатися навколо спільного центру мас більш помітно, ніж в інших випадках. За періодичним сигналом також можна оцінити масу планети.

Лише кілька кандидатів для характеристики майбутньої екзопланети

На відстані 31 світловий рік Wolf 1069b є шостою найближчою планетою за масою до Землі в зоні проживання навколо своєї зірки. Вона належить до невеликої групи об’єктів, таких як Проксима Центавра b і Trappist-1 e, які є кандидатами для пошуку біосигнатур. Однак такі спостереження наразі виходять за межі можливостей астрономічних досліджень.

«Нам, ймовірно, доведеться чекати ще десять років на це», — додає Коссаковскі.

Надзвичайно великий телескоп (ELT), який зараз будується в Чилі, зможе досліджувати склад атмосфери цих екзопланет і, можливо, навіть виявити молекулярні докази життя.

Дивіться огляди: