В Институте исследований экзопланет Троттье (IREx) Монреальского университета провели самое точное на сегодняшний день исследование планетной системы L 98-59. Его результаты приняты к публикации в The Astronomical Journal. Они четко подтверждают существование пятой планеты в обитаемой зоне звезды.
Вулканические планеты, субземля и водный мир
L 98-59 — маленький красный карлик, расположенный всего в 35 световых годах от Земли. В 2019 году благодаря космическому телескопу TESS вокруг него были обнаружены три небольшие экзопланеты, четвертая была выявлена с помощью измерений лучевых скоростей спектрографом ESPRESSO Европейской южной обсерватории. Все четыре планеты обращаются вокруг своей звезды в компактной конфигурации, на расстояниях в пять раз меньших, чем дистанция от Меркурия до Солнца.
Повторный более тщательный анализ обширного набора наблюдений с наземных и космических телескопов позволил с беспрецедентной точностью определить размеры и массы этих планет.
«Эти новые результаты дают нам наиболее полное представление об удивительной системе L 98-59. Это яркая демонстрация того, чего можно достичь, комбинируя данные космических телескопов и высокоточных инструментов на Земле. Теперь у нас есть ключевые цели для будущих исследований атмосфер с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб"», — говорит астрофизик IREx Шарль Кадьё.
Все планеты — каменистые и вращаются по почти идеально круглым орбитам, что облегчает будущие исследования их атмосфер. Самая внутренняя вдвое легче Земли, а размер ее около 84% от нашей планеты — это одна из немногих субземель с настолько точно измеренными параметрами.
Две внутренние планеты могут испытывать экстремальную вулканическую активность из-за приливного нагрева, подобно спутнику Юпитера Ио; третья планета, необычно низкой плотности, может быть «водным миром».
«Благодаря разнообразию каменистых планет и разбросу их составов, система L 98-59 может быть уникальной лабораторией для изучения ключевых вопросов: из чего состоят суперземли и мининептуны? Формируются ли планеты иначе вокруг маленьких звезд? Могут ли каменистые планеты у красных карликов сохранять атмосферы в течение долгого времени?» — доволен профессор Монреальского университета Рене Дуайон, директор IREx.
Пятая планета в обитаемой зоне
Самым важным открытием стало подтверждение существования пятой планеты в системе L 98-59. Эта планета, обозначенная как L 98-59 f, не заслоняет свет своей звезды — ее присутствие было обнаружено по слабым колебаниям в движении светила, выявленным с помощью измерений лучевых скоростей спектрографами.
L 98-59 f получает примерно столько же энергии от звезды, сколько Земля от Солнца, что помещает ее в обитаемую зону, где вода может оставаться в жидком состоянии.
«Обнаружение умеренной планеты в такой компактной системе делает это открытие особенно захватывающим. Оно подчеркивает удивительное разнообразие экзопланетных систем и усиливает аргументы в пользу изучения потенциально обитаемых миров вокруг звезд малой массы», — объясняет Кадьё.
Новые открытия в старых данных
Вместо того чтобы запрашивать время на телескопах, ученые сделали эти открытия на основе архивных данных космического телескопа TESS, спектрографов HARPS и ESPRESSO в Чили, а также «Джеймса Уэбба». Они применили новую методику анализа лучевых скоростей «строка за строкой», разработанную в IREx в 2022 году, чтобы значительно повысить точность данных. В сочетании с новым дифференциальным температурным индикатором это позволило точно выделить и удалить сигнал звездной активности, выявив планетарный сигнал с беспрецедентной детализацией. Объединение этих улучшенных измерений с анализом транзитов, наблюдавшихся «Джеймсом Уэббом», удвоило точность оценок масс и радиусов известных планет.
«Мы разработали эти методы, чтобы раскрыть скрытый потенциал архивных данных. Это также показывает, как улучшение инструментов анализа позволяет углублять предыдущие открытия с помощью данных, которые просто ждали повторного изучения», — отмечает астрофизик Этьен Артиго из Монреальского университета.
Следующий шаг — «Джеймс Уэбб»
Нет сомнений, что L 98-59 — одна из самых интересных близлежащих систем для изучения разнообразия каменистых планет и, в перспективе, поиска признаков жизни. Близость системы, небольшой размер звезды и разнообразие планетарных составов и орбит делают ее идеальным кандидатом для изучения атмосфер с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб».
«С этими новыми результатами L 98-59 входит в число избранных компактных планетных систем поблизости, которые мы надеемся изучить более детально в ближайшие годы», — подчеркнула аспирантка Монреальского университета Александрин Л’Эрё, соавтор исследования.
Астрономы обнаружили суперземлю в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце
Симуляция подсказала, где лучше искать жизнь за пределами Солнечной системы
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram