Самым перспективным местом для поиска жизни во Вселенной оказался самый близкий к Солнечной системе ультра-холодный карлик и его три потенциально обитаемых планеты.
С помощью телескопа TRAPPIST в обсерватории ESO Ла Силья в горах Чили астрономы открыли три планеты, обращающиеся вокруг ультра-холодной карликовой звезды всего в 40 световых годах от Земли. Размером и температурой эти планеты похожи на Венеру и Землю. На сегодня это, возможно, лучшие претенденты для поиска жизни вне Солнечной системы. У столь небольшой и неяркой звезды планеты открыты впервые. Новые результаты будут опубликованы в журнале Nature 2 мая 2016.
Группа астрономов под руководством Мишеля Гийона (Michaël Gillon) из Института астрофизики и геофизики Льежского университета в Бельгии, на бельгийском телескопе TRAPPIST наблюдала звезду 2MASS J23062928-0502285, теперь называемую еще TRAPPIST-1. Ученые обнаружили, что эта тусклая и холодная звезда через регулярные интервалы времени слегка понижает свой блеск, что является признаком прохождения между ней и Землей нескольких объектов. Детальный анализ показал, что вокруг звезды обращаются три планеты, схожие по размеру с Землей.
TRAPPIST-1 – ультра-холодный карлик, значительно более холодный и красный, чем Солнце и едва ли превышающий по размеру Юпитер. Такие звезды очень распространены в Млечном Пути и живут очень долго, но планеты у одной из них открыты впервые. Несмотря на близость к Земле, эта звезда в созвездии Водолея слишком слабая и красная, чтобы ее можно было разглядеть не только простым глазом, но даже и в крупный визуальный любительский телескоп.
Эмануэль Жеэ (Emmanuël Jehin), соавтор новой работы, в восторге: “Это настоящая революция в наших представлениях о планетных населениях и о путях поиска жизни во Вселенной. До сих пор существование таких «красных миров» на орбитах вокруг ультра-холодных карликовых звезд рассматривалось чисто теоретически, но теперь мы нашли у слабой красной звезды не просто одинокую планету, а целую систему из трех планет!”
В статье, представляющей научному миру свое открытие, Мишель Гийон, основной автор работы, объясняет его значение: "Причина, по которой мы пытаемся обнаружить землеподобные планеты у самых маленьких и самых холодных звезд в окрестности Солнца, очень проста: это единственное место, где при современном уровне техники можно найти жизнь на экзопланетах. Так что, если хотите найти где-нибудь во Вселенной жизнь, начинать искать ее надо именно здесь".
Искать свидетельства жизни на экзопланетах астрономы будут, изучая воздействие атмосфер этих планет на отраженное от их поверхности излучение. Для большинства планет размера Земли эти мельчайшие эффекты подавляются мощным потоком света от материнских звезд. И только в случае слабых красных ультра-холодных звезд, таких, как TRAPPIST-1, они имеют шанс быть замеченными.
Последовавшие за открытием наблюдения на больших телескопах, в том числе с приемником HAWK-I на 8-метровом Очень Большом Телескопе ESO в Чили, показали, что по размеру планеты в системе звезды TRAPPIST-1 очень близки к Земле. У двух из них периоды обращения составляют примерно 1,5 и 2,4 дня, а у третьей орбитальный период пока определен менее точно: в пределах от 4,5 до 73 дней.
"Такие короткие периоды обращения означают, что эти планеты в 20 – 100 раз ближе к материнской звезде, чем Земля к Солнцу. Так что структура этой планетной системы гораздо больше напоминает (с поправкой на масштаб) систему спутников Юпитера, чем Солнечную систему", -- говорит Мишель Гийо.
Несмотря на близость к своей звезде, две внутренние планеты получают от нее всего соответственно в четыре и два раза больше энергии, чем получает от Солнца Земля, потому, что их материнская карликовая звезда намного слабее Солнца. Они лежат ближе к своему светилу, чем внутренняя граница зоны обитания этой системы, но все же возможно, что на их поверхности существуют зоны, пригодные для жизни. О третьей, более удаленной планете известно еще очень немного. Скорее всего, она получает меньше света, чем Земля, но вполне может лежать внутри зоны обитания.
"Несколько строящихся гигантских телескопов, в том числе E-ELT (ESO) и Космический телескоп Джеймса Уэбба (NASA/ESA/CSA), запуск которого планируется на 2018 год, скоро позволят нам исследовать состав атмосферы этих планет. Мы будем искать там сначала воду, а потом следы биологической активности. Это гигантский шаг в поисках жизни во Вселенной", – заключает Жюльен де Вит (Julien de Wit) из Массачусеттского технологического института (MIT) в США, соавтор работы.
Исследование открывает новое направление в охоте за экзопланетами: ведь примерно 15% околосолнечных звезд являются ультрахолодными карликами. К тому же оно знаменует переход к этапу, когда исследоваться будут в основном потенциально обитаемые двойники Земли. Обзор, предпринятый на телескопе TRAPPIST, подготавливает почву для более амбициозного проекта SPECULOOS, который будет реализован в обсерватории ESO Параналь.
Справка
TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) – бельгийский роботизированный 0.6-метровый телескоп, установленный в обсерватории ESO Ла Силья в Чили и управляемый из Льежского университета. Большая часть наблюдательного времени телескопа отдана мониторингу примерно 60 ближайших к Солнцу ультра-холодных карликов и коричневых карликов (“звезд” недостаточно массивных для того, чтобы в их недрах началось устойчивое термоядерное горение) с целью обнаружения экзопланет методом транзитов. Цель данной работы, звезда TRAPPIST-1 – ультра-холодный карлик, со светимостью примерно 0.05% солнечной и массой около 8% массы Солнца.
Изучение воздействия атмосфер планет на отраженное от их поверхности излучение – один из основных методов, используемых астрономами для установления присутствия планеты у звезды. Когда планета в ходе своего орбитального движения оказывается на луче зрения наблюдателя между ним и материнской звездой – такое явление называется транзитом – она блокирует часть светового потока от звезды и в блеске звезды отмечается небольшое ослабление. Если такие ослабления блеска звезды происходят регулярно, это доказывает существование планеты у этой звезды.
Проект SPECULOOS финансируется в основном Европейским советом по научным исследованиям (European Research Council) и также осуществляется Льежским университетом. В течении ближайших пяти лет в обсерватории Параналь будут установлены четыре 1-метровых роботизированных телескопа, специализированных для поиска обитаемых планет у примерно 500 ультра-холодных звезд.
Узнать больше
Результаты исследования представлены в статье “Temperate Earth-sized planets transiting a nearby ultracool dwarf star”, M. Gillon и др., которая появится в журнале Nature.
Состав исследовательской группы: M. Gillon (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), E. Jehin (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), S. M. Lederer (NASA Johnson Space Center, USA), L. Delrez (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), J. de Wit (Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusetts Institute of Technology, USA), A. Burdanov (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), V. Van Grootel (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), A. J. Burgasser (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA and Infrared Telescope Facility, operated by the University of Hawaii), C. Opitom (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium), A. H. M. J. Triaud (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK), B-O. Demory (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK), D.K. Sahu (Indian Institute of Astrophysics, Bangalore, India), D. B. Gagliuffi (Center for Astrophysics and Space Science, University of California, San Diego, USA and Infrared Telescope Facility, operated by the University of Hawaii), P. Magain (Institut d’Astrophysique et Géophysique, Université de Liège, Belgium) and D. Queloz (Cavendish Laboratory, Cambridge, UK).
Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».
SPECULOOS – акроним, обозначающий "Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars". Узнать больше можно здесь