Ross 318 b: новая суперземля в обитаемой зоне на расстоянии 28 световых лет

Международная группа астрономов под руководством участников объединения Gruppo Astrofili Palidoro (Италия) и университета Санта Сесилия (Бразилия) объявила об открытии новой экзопланеты Ross 318 b — суперземли в обитаемой зоне ближайшего красного карлика. Исследование основано на 15-летних наблюдениях с помощью спектрографов CARMENES (обсерватория Калар-Альто, Испания) и HIRES (телескоп Кек, Гавайи), а также на фотометрических данных космического телескопа TESS. Статья доступна в архиве препринтов arXiv.org.

В 28 световых годах от нас, у тусклой звезды Ross 318 спектрального класса M3.5V, обнаружилась планета, которая по своим характеристикам напоминает увеличенную Землю. Ross 318 b совершает один оборот вокруг своей звезды за 39.6 дня, что ставит ее в так называемую консервативную обитаемую зону — область, где температура поверхности может позволить существовать жидкой воде.

Открытие стало возможным благодаря соединению данных с двух мощных спектрографов, работающих в видимом и инфракрасном диапазонах. Это позволило ученым отделить истинный сигнал планеты от «шума», вызванного активностью самой звезды. Ross 318 это активный красный карлик с пятнами и вспышками, который вращается вокруг своей оси за 51.5 дня.

Сигнал от планеты с периодом 39.6 дня мог бы оказаться ложным — например, гармоникой звездного вращения или эффектом от пятен. Но комбинация многолетних замеров лучевых скоростей (отклонений в движении звезды под влиянием невидимого спутника) с фотометрией TESS доказала: это именно планета, а не артефакт.

Ключевым моментом стала ахроматичность сигнала: в инфракрасном канале он не ослабевает, как это обязательно было бы для пятен. Кроме того, индикаторы активности звезды (например, ширина спектральных линий) «молчат» на периоде 39.6 дня, зато четко показывают вращение звезды на 51.5 дня. Таким образом, ученые применили строгий протокол, исключив все возможные помехи.

Однако, как выяснилось, Ross 318 b не проходит перед диском своей звезды с нашей точки зрения, то есть астрономы называют ее «нетранзитной» планетой. Это означает, что во время наблюдений с помощью космического телескопа TESS, который следил за звездой в общей сложности около семи месяцев, не было зафиксировано ни одного характерного затемнения, которое вызвала бы планета, заслоняя часть света звезды.

Если бы орбита Ross 318 b была повернута к нам ребром, такой провал блеска обязательно случился бы, и телескоп его бы заметил. Но раз его нет, значит, орбита планеты наклонена относительно луча зрения. Простыми словами: планета вращается вокруг звезды так, что всегда проходит чуть выше или чуть ниже нее, не заслоняя ее свет. Это позволило ученым вычислить максимально возможный угол наклона ее орбиты, который оказался меньше 88,5 градусов, то есть планета гарантированно не находится на транзитной траектории.

Минимальная масса планеты, вычисленная по лучевым скоростям, составляет 6.21 массы Земли. По современным моделям, такая суперземля должна обладать каменистой структурой и способна удерживать плотную атмосферу. Ross 318 b получает от своей звезды примерно 58% того потока энергии, который Земля получает от Солнца. Ее равновесная температура около 237 кельвинов (минус 36 градусов Цельсия) при стандартном альбедо 0.1. Это сравнимо с условиями на верхней границе земной стратосферы, и если атмосфера достаточно мощная, парниковый эффект может сделать климат умеренным.

В итоге объединив 15 лет спектральных наблюдений с двух инструментов и данные космического телескопа TESS, астрономы достоверно подтвердили существование суперземли Ross 318 b в обитаемой зоне активного красного карлика. Планета не транзитная, но ее минимальная масса, низкая инсоляция и положение внутри консервативной обитаемой зоны делают ее одной из самых перспективных целей для будущей атмосферной спектроскопии, в том числе с помощью телескопа Джеймс Уэбб.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях