Всего в 100 световых годах от Земли обнаружена потенциальная планета-океан
В настоящее время поиск внеземной жизни на планетах, подобных Земле, находится на подъеме, особенно после ввода в эксплуатацию космического телескопа имени Джеймса Уэбба. Недавно международная группа астрономов объявила об открытии экзопланеты, потенциальной "планеты-океана", расположенной всего в 100 световых годах от Земли.
В последнее десятилетие становится все более очевидным, что типичная внесолнечная планетарная система сильно отличается от нашей Солнечной системы. Экзопланеты, как правило, имеют гораздо более компактную орбитальную конфигурацию, и в большинстве систем есть хотя бы одна планета, промежуточная по размеру между Землей и Нептуном.
Помимо этого, на некоторых экзопланетах воды может быть гораздо больше. Астрономы обнаружили и определили радиус и массу многих экзопланет размером от Земли до Нептуна (примерно в 3,8 раза больше Земли). Некоторые из этих планет имеют плотность, которую можно объяснить только в том случае, если большая часть их массы состоит из материалов более легких, чем те, из которых состоит внутренняя структура Земли, например, вода. Эти гипотетические миры были названы "океаническими планетами" или "планетами-океанами".
По определению, планета-океан — это суперземля, которая изначально имела ледяную мантию. Эта планета мигрировала бы к своей звезде-хозяину. При входе в зону обитаемости часть льда растает, и образуется огромный жидкий океан.
Недавно международная группа исследователей под руководством Шарля Кадье, доктора философии, студента Монреальского университета и члена Института исследований экзопланет (iREx), объявила об открытии TOI-1452 b, экзопланеты, вращающейся вокруг одной из двух небольших звезд в бинарной системе, расположенной в созвездии Дракона, примерно в 100 световых годах от Земли. Их открытие опубликовано в журнале .
Открытие, объединяющее несколько технологий
Экзопланета немного больше и массивнее Земли и находится на таком расстоянии от своей звезды, что ее температура не является ни слишком высокой, ни слишком низкой для существования жидкой воды на ее поверхности, что делает ее потенциальной планетой-океаном, считают астрономы.
Звезда-хозяин (TOI-1452) этой экзопланеты намного меньше Солнца и находится в бинарной системе. Эти две звезды вращаются друг вокруг друга и разделены настолько малым расстоянием - 97 астрономических единиц, или примерно в два с половиной раза больше, чем расстояние между Солнцем и Плутоном, — что телескоп НАСА TESS считает их одной точкой света.
Тем не менее именно этот телескоп вывел исследователей на след этой экзопланеты. Основываясь на сигнале TESS, который показывал небольшое снижение яркости каждые 11 дней, астрономы предположили, что планета примерно на 70% больше Земли. Впоследствии разрешение камеры PESTO, установленной на телескопе обсерватории Мон-Мегантик (OMM), достаточно высокое, чтобы различить две звезды бинарной системы, показало, что экзопланета вращается вокруг TOI-1452, что было подтверждено последующими наблюдениями японской команды.
Рене Дойон, профессор Монреальского университета и директор iREx и Обсерватории Монт-Мегантик (OMM), сказал в пресс-релизе: "Я чрезвычайно горжусь этим открытием, поскольку оно демонстрирует высокий уровень наших исследователей и нашего оборудования. Благодаря OMM, специальному инструменту, разработанному в наших лабораториях под названием SPIRou, и инновационному аналитическому методу, разработанному нашей исследовательской группой, мы смогли обнаружить эту уникальную экзопланету.
Чтобы определить массу планеты, исследователи наблюдали за системой с помощью прибора SPIRou, установленного на телескопе Канада-Франция-Гавайи (на Гавайях). Он идеально подходит для изучения маломассивных звезд, таких как TOI-1452, поскольку работает в инфракрасном спектре, где эти звезды наиболее яркие. Однако потребовалось более 50 часов наблюдений, чтобы оценить массу планеты, которая почти в пять раз превышает массу Земли.
Следует помнить, что, несмотря на множество доступных технологий, работа по анализу данных, предоставляемых этими технологиями, не менее важна, чем работа с телескопами. Коллеги Рене Дойона разработали мощный метод анализа, способный обнаружить планету в данных, собранных с помощью SPIRou. Этьен Артиго, соавтор исследования, объясняет: "Метод LBL [от line by line] позволяет нам очистить данные, полученные с помощью SPIRou, от многих побочных сигналов и выявить слабые сигнатуры планет, подобных той, которую обнаружила наша команда".
Потенциальная планета-океан, будущая цель Джеймса Уэбба
Экзопланета TOI-1452 b, вероятно, каменистая, как Земля, но ее радиус, масса и плотность говорят о том, что это совсем другой мир. Земля, по сути, является очень сухой планетой, несмотря на то, что ее поверхность на 70% состоит из воды, потому что вода составляет ничтожно малую часть ее массы — менее 1%.
В то время как в случае TOI-1452 b, по мнению Михаила Плотникова и Дианы Валенсии из Университета Торонто, специалистов по моделированию внутренностей экзопланет и соавторов исследования, вода может составлять до 30% ее массы. Это пропорция, аналогичная пропорции некоторых естественных спутников в нашей Солнечной системе, таких как некоторые спутники Юпитера и Сатурна.
Экзопланета, такая, как TOI-1452b, является главной целью будущих усилий Джеймса Уэбба по характеристике атмосферы с высокими показателями спектроскопии пропускания по сравнению с другими известными экзопланетами умеренного пояса. Эти будущие наблюдения должны раскрыть истинную природу этой интригующей экзопланеты, будь то каменистый мир или изменчивая оболочка. Помимо возможности наблюдения Джеймсом Уэббом практически круглый год, TOI-1452b является уникальной системой для изучения экзопланет на границе между суперземлями и мини-Нептунами.
Дойон заключает: "Наши наблюдения с помощью телескопа Уэбба будут иметь большое значение для лучшего понимания TOI-1452b. Как только мы сможем, мы выделим время на Уэббе для наблюдения за этим странным и удивительным миром".