Я уже неоднократно писал о том, что современная экзопланетология, особенно та ее часть, что касается поиска двойников Земли - банальный поиск не там где потеряли, а там где посветлее. Для поиска планет размерам и массе схожим с Землей, применяется технология транзитного метода, а он подходит только для поисков планет у тусклых звезд (красных карликов), причем вращающихся на достаточно низких орбитах. И проблема тут даже не только в том, что за обитаемые выдаются экзопланеты, которые обитаемыми не могут быть ни под каким соусом, но еще и в том, что у нас тупо нерелевантные данные по чужеродным планетам. А между тем, SETI-евангелисты именно на основании текущих данных по экзопланетам, утверждают что уравнение Дрейка больше не вилами на воде писанная херня из-под коня. Между тем, в реальности, есть только один тип звезд, про которые мы можем утверждать что возле них возможна жизнь - это звезды G-класса, они же желтые карлики, такие как Солнце. 

Помимо транзитного метода однако, есть еще метод лучевых скоростей, основанный на эффекте Допплера, вызванного тем, что планета раскачивает свою звезду и та то отдаляется от нас, то приближается. Этот метод еще старше транзитного и в 00-е с его помощью экзопланеты открывали пачками. Беда только в том, что до недавних пор, данная технология работала только с очень тяжелыми планетами, с газовыми гигантами наподобие Юпитера. Однако недавно вступили в строй новые приборы с большей чувствительностью. А совсем недавно, появилась новость об экзопланете гораздо меньших размеров, обнаруженной как раз у желтого карлика: 

 

Изучение экзопланет прошло долгий путь с момента первого обнаружения планеты, вращающейся вокруг звезды, отличной от Солнца, в 1995 году. То новаторское достижение, достигнутое с помощью метода лучевой скорости (RV), открыло Вселенную, полную возможностей.

По данным Архива экзопланет НАСА, на сегодняшний день обнаружено около 6000 подтвержденных экзопланет, однако это лишь малая часть из предполагаемых миллиардов планет в нашей галактике.

Эта обширная и развивающаяся область науки сместила акцент не только на поиск планет, но и на изучение их свойств, чтобы раскрыть подсказки о потенциальной жизни за пределами Земли.

Одним из последних и многообещающих открытий в этой области является обнаружение HD 20794 d, суперземли, находящейся всего в 19,7 световых годах от нас. Эта планета, расположенная в обитаемой зоне своей звезды, обладает потенциалом углубить наше понимание условий, необходимых для жизни. Помимо HD 20794 d, ученые подтвердили наличие еще двух планет в системе.

«Мы подтверждаем наличие трех планет с периодами 18,3142 д, 89,68 д и 647,6 д и массами 2,15 M⊕, 2,98 M⊕ и 5,82 M⊕ соответственно. Для внешней планеты мы находим эксцентриситет 0,45-0,11+0,10, тогда как орбиты внутренних планет совместимы с круговыми орбитами. Последняя, вероятно, является скалистой планетой в обитаемой зоне HD 20794» — пишут исследователи.

Эволюция точности обнаружения экзопланет

На заре исследований экзопланет основная проблема заключалась в ограничениях доступных инструментов. Ранние исследования опирались на метод лучевой скорости, который обнаруживает едва заметное движение звезды, вызванное гравитационным притяжением вращающейся планеты.

Эта технология достигла значительного прогресса с появлением высокоточного прибора для измерения радиальной скорости планет (HARPS, High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), установленного в Чили в 2003 году. HARPS достиг точности 1 метр в секунду, что позволило открыть небольшие планеты, включая первую суперземлю.

Однако в 2018 году эта область исследований продвинулась еще дальше с появлением ESPRESSO — прибора, способного обнаруживать изменения скорости величиной всего лишь 10 сантиметров в секунду.

Установленный на Очень Большом Телескопе в Чили, ESPRESSO (Echelle Spectrograph for Rocky Exoplanet- and Stable Spectroscopic Observations) сыграл важную роль в подтверждении существования таких планет, как Проксима d, вращающейся вокруг Проксимы Центавра, и в раскрытии деталей об экзопланетных атмосферах. Эти технологические достижения в сочетании с десятилетиями наблюдательных данных проложили путь к открытиям, таким как обнаружение HD 20794 d.

Суперземля в обитаемой зоне

HD 20794 d — это суперземля, то есть каменистая планета больше Земли, но меньше Нептуна. Она вращается вокруг звезды G-типа, похожей на Солнце, расположенной всего в 6,04 парсеках от Земли. Эта близость в сочетании с яркостью звезды делает ее идеальным кандидатом для дальнейшего изучения с использованием современных телескопов и инструментов.

Что делает HD 20794 d особенно интригующей, так это ее расположение в обитаемой зоне своей звезды. Эта зона, где потенциально может существовать жидкая вода, является критическим фактором в оценке способности планеты поддерживать жизнь.

Для таких звезд, как HD 20794, обитаемая зона простирается от 0,7 до 1,5 астрономических единиц (а.е.). Орбита HD 20794 d, полный оборот по которой занимает 647 дней, помещает ее в этот диапазон на части ее траектории.

Однако, в отличие от относительно круговой орбиты Земли, HD 20794 d следует по эллиптической траектории. Это означает, что планета чередует внутреннюю границу обитаемой зоны, где условия могут позволить воде существовать в жидком состоянии, и регионы, где вода может замерзнуть.

Эта уникальная орбитальная структура предоставляет ученым естественную лабораторию для проверки теорий о пригодности планет для обитания и потенциале жизни.

Годы наблюдений и инноваций

Открытие HD 20794 d стало кульминацией более чем 20 лет наблюдений с использованием самых современных инструментов, таких как HARPS и ESPRESSO. Исследователи тщательно проанализировали сотни ночей данных, преодолевая трудности, вызванные шумом и звездной активностью, которые могут скрывать планетарные сигналы.

Использование YARARA — алгоритма обработки данных, разработанного Женевским университетом (UNIGE), — сыграло решающую роль в отфильтровывании шумов и выявлении присутствия планеты.

Близость и характеристики HD 20794 d делают ее одной из главных целей для новых исследований экзопланетных атмосфер и обитаемости.

Будущие инструменты, такие как спектрограф ANDES на Чрезвычайно Большом Телескопе (ELT) и космические миссии, такие как Обсерватория Обитаемых Миров (HWO), могут предоставить беспрецедентные сведения об этой системе. Эти инструменты будут направлены на прямое наблюдение за атмосферами экзопланет, поиск биосигнатур, которые могут указывать на присутствие жизни.

«Если на HD 20794 d есть вода, ее переход из замороженного состояния в жидкое во время движения планеты по орбите предлагает захватывающий сценарий для потенциального возникновения жизни», — заметил Ксавье Дюмуск, научный сотрудник UNIGE. Эта динамическая среда дает уникальную возможность изучить, как развиваются планетарные условия и как они взаимодействуют с потенциалом обитаемости.

Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Источник:

Еще немного информации об эпохальном открытии: 

 

Астрономы подтвердили существование пригодного для жизни мира близ звезды, расположенной всего в 20 световых годах от Солнечной системы. Масса экзопланеты HD 20794 d в шесть раз больше массы Земли, она вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, на расстоянии, достаточном для образования жидкой воды на её поверхности.

«Для меня, естественно, было огромной радостью, когда мы смогли подтвердить существование планеты», — говорит астрофизик Майкл Кретинье из Оксфордского университета в Великобритании.

«Это было также облегчением, поскольку первоначальный сигнал находился на границе предела обнаружения спектрографа, так что в то время было трудно полностью убедиться в том, что сигнал реален. Волнующе, что его близость к нам (всего 20 световых лет) означает, что есть надежда на будущие космические миссии, которые смогут получить его [прямое] изображение».

Мы точно не знаем, какие именно особенности и характеристики необходимы для появления жизни, судя по Земле, абсолютно необходимым условием является наличие жидкой воды. Итак, первый шаг к поиску пригодной для жизни экзопланеты — выяснить, где она находится относительно своей звезды.

Если она находится слишком близко, то жидкая вода на её поверхности испарится под воздействием тепла звезды. Если она находится слишком далеко, то жидкая вода замёрзнет. Вокруг каждой звезды, по крайней мере теоретически, существует орбитальный диапазон, в котором может существовать жидкая вода. Этот диапазон известен как «зона обитаемости».

Звезда HD 20794 — многообещающая перспектива для обитаемых миров, какими мы их знаем. Это звезда — жёлтый карлик, похожая на Солнце, но немного меньше и старше, а значит, находится на пике своей жизни, связанной с выделением водорода, но существует достаточно долго, чтобы орбитальные экзопланеты успели стабилизироваться.

В 2011 году астрономы объявили об открытии трёх экзопланет на орбите вокруг HD 20794, но получить дополнительную информацию было непросто. Прорыв произошёл в 2022 году, когда Кретинье заметил слабое периодическое колебание в спектре звезды, которое могло быть вызвано экзопланетой, гравитационно тянущей звезду, когда два тела танцевали на взаимной орбите.

Поскольку сигнал был настолько слабым, Кретинье и его коллегам пришлось очень тщательно проанализировать данные и даже провести дополнительные наблюдения с помощью прибора ESPRESSO Европейской южной обсерватории — преемника прибора HARPS, с помощью которого было сделано первое открытие.

Однако, когда все эти данные были получены, наличие экзопланеты подтвердилось. HD 20794 d — это мир с минимальной массой в 5,82 раза больше массы Земли, с радиусом от 1,7 до 2,1 раза больше земного. Его орбита длиной около 648 дней попадает в зону обитаемости звезды.

Но есть и некоторые проблемы. Орбита HD 20794 d имеет эллиптическую, или овальную, форму; только часть её орбиты проходит через обитаемую зону, а апастрон, или самая дальняя точка, уносит её далеко от звезды, на расстояния, где вода могла бы замёрзнуть.

Астрономы также не знают точного радиуса экзопланеты, а значит, не могут рассчитать её плотность — характеристику, которая позволила бы определить её состав. Если радиус экзопланеты меньше, она может быть скалистой, похожей на Землю суперземлей. Если больше, то это может быть пухлый газообразный мини-нептун, что может изменить его перспективы на обитаемость.

Источник:

Конечно, планета в шесть раз больше Земли - это далеко не двойник Голубой Планеты, я сильно сомневаюсь что подобные планеты вообще являются землеподобными, а не самыми маленькими из газовых гигантов. Тем не менее, обнаружение экзопланет значительно меньше Юпитера у желтых карликов - это уже серьезный шаг вперед. И я надеюсь, что астрономия на нем не остановится. 

Мы создали новый канал на Dzen "Президентская кампания - 2024", отсылающий к судьбоносному 2024 году, который поистине стал переломным в истории XXI века. У нас есть материалы, есть идеи, но нам нужны подписчики. Нам нужны - вы! Всего десять подписчиков и наш канал заработает, появившись в ленте рекомендаций Dzen. Так чего же вы ждете? Переходите и подписывайтесь! 

Если вы подписались на наш канал - вы и есть то самое Сопротивление.