У звезды L 98-59 подтвердили пятую планету – суперземлю, которая обращается в зоне, где при подходящей атмосфере на поверхности может сохраняться жидкая вода.
Сама звезда находится всего в 35 световых годах от нас. По меркам Галактики это соседний двор: свет, который сейчас приходит от L 98-59, отправился к Земле примерно тогда, когда первые космические телескопы уже давно стали привычной частью астрономии. Но главное здесь не расстояние, а тип звезды. L 98-59 – красный карлик, маленькое и тусклое светило, вокруг которого зона умеренных температур сдвинута гораздо ближе к звезде, чем в Солнечной системе.
Новая планета получила обозначение L 98-59 f. Она делает полный оборот за 23,06 земных суток, то есть ее год короче нашего месяца. Для сравнения, Меркурию нужно 88 суток, хотя он считается ближайшей планетой к Солнцу. В системе красного карлика такая тесная орбита не обязательно означает адскую жару: звезда светит слабее Солнца, поэтому мир на расстоянии меньше меркурианского может получать примерно земное количество энергии.
По оценке астрономов, минимальная масса L 98-59 f составляет 2,8 массы Земли. Это не газовый гигант и не мини-Нептун с толстой водородной оболочкой, а кандидат в каменистые суперземли – мир крупнее Земли, но все еще относящийся к земному классу. Ученые пока не знают его радиус, потому что планета не проходит по диску звезды с нашей точки зрения. Значит, телескопы не видят регулярного маленького затмения, по которому обычно измеряют размер экзопланеты.
Именно поэтому открытие получилось почти детективным. Первые три планеты системы нашли по транзитам: когда они проходили перед L 98-59, блеск звезды на короткое время слабел. Пятая планета такого сигнала не дает. Ее присутствие выдала сама звезда, которая чуть-чуть смещается под гравитационным влиянием невидимого спутника. Для таких измерений использовали высокоточные спектрографы HARPS и ESPRESSO, способные ловить крошечные изменения скорости звезды вдоль луча зрения.
Система L 98-59 давно интересует астрономов именно своей компактностью. Три внутренние планеты обращаются вокруг звезды за 2,25, 3,69 и 7,45 суток, четвертая – примерно за 12,8 суток. Пятая лежит дальше остальных, но по нашим меркам все равно очень близко к своему светилу. Все пять миров умещаются в области, которая в Солнечной системе была бы глубоко внутри орбиты Меркурия.
При этом картина не сводится к набору одинаковых каменных шаров. Самая внутренняя планета, L 98-59 b, меньше Земли: ее радиус около 0,84 земного, а масса – примерно половина земной. Такие субземли с хорошо измеренными параметрами встречаются редко, потому что малые планеты дают очень слабые сигналы. Следующая планета, L 98-59 c, близка к двум массам Земли, а L 98-59 d при радиусе около 1,63 земного радиуса имеет сравнительно низкую плотность. Модели допускают, что она может быть богата водой.
Еще одна деталь делает систему особенно ценной: орбиты планет почти круговые. Для поисков атмосфер это хороший знак, потому что планеты движутся предсказуемо, без сильных перепадов расстояния до звезды и без резких сезонных изменений, которые усложняют интерпретацию наблюдений. Для внутренних миров ученые также оценивают приливный нагрев: ближайшая планета может испытывать вулканическую активность, напоминающую Ио, самый вулканический спутник Юпитера.
L 98-59 f выглядит наиболее интригующим членом этого семейства, но слово «обитаемая» здесь требует аккуратности. Зона обитаемости говорит только о балансе энергии: при подходящем давлении и составе атмосферы вода могла бы быть жидкой. Она не доказывает наличие океанов, воздуха, магнитного поля или жизни. Красные карлики могут быть активными, а близкие к ним планеты часто оказываются приливно захваченными, постоянно повернутыми к звезде одной стороной.
Тем не менее такие системы нужны астрономам как природные лаборатории. L 98-59 стоит в одном ряду с TRAPPIST-1, другим знаменитым красным карликом поблизости от Солнца. У TRAPPIST-1 известно семь небольших планет, несколько из них также находятся в умеренной зоне. Разница в том, что L 98-59 ярче и удобнее для некоторых наблюдений, а ее планеты показывают широкий набор размеров, масс и возможных составов – от плотной субземли до водного мира и умеренной суперземли.
Следующий большой шаг связан с атмосферой. У трех транзитных планет ее можно искать по спектру света звезды, проходящего через газовую оболочку во время транзита. С L 98-59 f сложнее: раз она не проходит перед звездой, привычный метод не работает. Ее придется изучать через более тонкие способы – уточнять массу, орбиту, влияние на соседние планеты и, в перспективе, пытаться отделить собственный свет планеты от света красного карлика.
Пятая планета у L 98-59 не стала вторым домом человечества одним фактом подтверждения. Но она добавила редкий пример компактной системы, где вокруг маленькой звезды собрались только малые миры, без Юпитера и Сатурна, и один из них оказался на расстоянии, где вода хотя бы физически получает шанс остаться жидкой. Для ближайших десятилетий астрономии такие системы могут стать главными полигонами в поиске ответа на вопрос, насколько обычны землеподобные планеты у красных карликов.
Источники: The Astronomical Journal / arXiv, Cadieux et al. «Detailed Architecture of the L 98-59 System and Confirmation of a Fifth Planet in the Habitable Zone»; University of Montreal / IREx; EurekAlert; NASA TESS; ESO HARPS и ESPRESSO.
Подписывайтесь на канал, буду рад вопросам и поправкам в комментариях.
#экзогео #экзопланеты #астрономия #космос #L9859 #суперземля #красныйкарлик #обитаемаязона #JWST #TESS
Читайте также: