Астрономи знайшли планету, яка знаходиться на відстані всього 87 світлових років від Землі, майже такого ж розміру, як Земля, і обертається навколо своєї зірки на відстані, яка не є ані смаженою, ані замерзлою.
Звучить ідеально для Землі 2.0, правда? Не так швидко. Екзопланету, відому як LP 791-18d, інша планета так далеко витягнула з рівної кругової орбіти, що її нутрощі, ймовірно, являють собою бурхливий гарячий безлад, який виривається з її поверхні у вигляді бурхливих вулканів.
Навіть якщо це не зовсім домашнє відкриття, воно може допомогти астрономам краще зрозуміти, як на планетах, схожих на Землю, виникають придатні для життя умови.
«LP 791-18d припливно заблокований, що означає, що одна й та сама сторона постійно звернена до зірки», — каже астроном Бйорн Беннеке з Монреальського університету в Канаді.
«Денна сторона, ймовірно, була б занадто гарячою для існування рідкої води на поверхні. Але кількість вулканічної активності, яка, як ми підозрюємо, відбувається по всій планеті, може підтримувати атмосферу, що може дозволити воді конденсуватися на нічній стороні».
LP 791-18 — крихітна холодна червона карликова зірка, яка має лише 14 відсотків маси та 17 відсотків радіуса Сонця. У 2019 році астрономи виявили, що тут знаходяться дві екзопланети ; суперземля під назвою LP 791-18b , маса якої в 1,46 рази більша за Землю та обертається за 0,94 дня, і міні-Нептун під назвою LP 791-18c , який, як вважають, приблизно в 6 разів перевищує масу Землі та обертається на орбіті 4,99 днів.
Оскільки ця зірка є однією з найкрутіших із відомих екзопланет, команда під керівництвом астронома Мерріна Петерсона з Монреальського університету використовувала інфрачервоний космічний телескоп Spitzer, щоб провести майже безперервні спостереження за зіркою протягом 127 годин. Там вони побачили слабкі провали у світлі зірок, які називаються транзитами, які не були спричинені ні LP 791-18b, ні Lp 791-18c, коли вони оберталися між нами та зіркою.
Це наводило на думку про наявність третього, раніше невідомого світу. Продовжуючи спостереження за допомогою наземних телескопів, дослідники підтвердили присутність LP 791-18d, екзопланети, радіус якої в 1,03 раза перевищує радіус і масу Землі в 0,9 раза, на орбіті навколо зірки 2,753 дня.
Це набагато ближче, ніж Земля до Сонця, але LP 791-18 також набагато холодніша, тобто нещодавно відкрита екзопланета все ще знаходиться в зоні життя зірки, області космосу на відстані від зірки, де теоретично допускається рідина. вода на поверхні. Вона не настільки гаряча, щоб вода википіла, і не настільки холодна, щоб замерзнути.
Однак ця близькість становить іншу проблему. Обертання екзопланети «фіксується» на той самий період, що й її орбіта; по суті, до зірки завжди звернена та сама сторона світу, як одна сторона Місяця завжди звернена до Землі. У випадку LP 791-18d це «припливне замикання» означає, що одна сторона завжди знаходиться в спекотному денному світлі, а інша – вічній ночі.
Команда зафіксувала загалом 72 транзити – 43 транзити від LP 791-18d і 29 транзитів від міні-Нептуна LP 791-18c. Це дозволило їм виміряти так звані варіації часу транзиту , які виникають, коли гравітаційна взаємодія між екзопланетами викликає невеликі варіації часу їх проходження.
У свою чергу, дослідники змогли розрахувати масу міні-Нептуна з більшою точністю, визначивши, що вона еквівалентна 7,1 маси Землі. І вони також дізналися, що дві екзопланети проходять настільки близько одна до одної на своїх орбітальних шляхах, що міні-Нептун тягне менший світ на чітко еліптичну орбіту. Це означає, що коли LP 791-18d наближається до зірки та далі від неї, мінлива гравітація розтягує та стискає планету, нагріваючи її зсередини.
Це внутрішнє нагрівання може проявлятися як вулканічна активність, яка може бути помітна як густа атмосфера. Вимірювання за допомогою обсерваторії, як-от космічного телескопа Джеймса Вебба, може дати певне уявлення про те, як такі планети, як Земля чи Венера – обидві вулканічно активні, але пройшли дуже різні шляхи еволюції – закінчуються так, як вони стають.
«Велике питання в астробіології, галузі, яка широко вивчає походження життя на Землі та за її межами, полягає в тому, чи потрібна тектонічна чи вулканічна активність для життя», — каже астрофізик Джессі Крістіансен з Каліфорнійського технологічного інституту.
«Крім потенційного створення атмосфери, ці процеси можуть збивати матеріали, які інакше занурилися б у кору, включно з тими, які, на нашу думку, важливі для життя, як-от вуглець».
Відкриття демонструє, наскільки складним може бути життєдіяльність, а також важливість цілісного вивчення кожної планетарної системи. Більше недостатньо знайти світ розміром із Землю в помірній зоні його зірки. Впливи інших світів на систему також потрібно ретельно розглядати.
І важливо продовжувати знаходити й характеризувати ці світи, незалежно від того, придатні вони для життя чи ні. Вони показують нам, який широкий діапазон результатів можливий для екзопланет, які нібито схожі на Землю, і оцінюють ймовірність існування придатних для життя умов у ширшій галактиці.
«Це відкриття — лише перший крок», — каже астроном Карен Коллінз із Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики.
«З потенціалом для продовження вивчення цієї планети за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба ми зможемо налаштувати наші спостереження та дізнатися більше про ймовірну вулканічну атмосферу планети. Майбутні відкриття допоможуть нам зрозуміти, як могли виникнути складові життя. опинитися в інших світах, ніж наш власний».
