Международная группа учёных, опираясь на повторно проанализированные данные космического телескопа “Кеплер”, обнаружила экзопланету размером с Землю, вращающуюся в обитаемой зоне у своей звезды. Это означает, что она расположена на таком расстоянии, что на её поверхности области могла бы существовать вода в жидком виде.
Ученые обнаружили эту планету, названную Kepler-1649c, когда просматривали старые наблюдения от “Кеплера”, которые агентство НАСА отправило в архив за ненадобностью ещё в 2018 году. Дело в том, что все предыдущие анализы с помощью компьютерного алгоритма неверно идентифицировали этот сигнал, но исследователи, изучающие данные “Кеплера”, ещё раз взглянули на сигнатуру и признали её планетой. Из всех экзопланет, найденных “Кеплером”, этот далекий мир, расположенный в 300 световых годах от Земли, наиболее похож на Землю по размеру и расчётной температуре.
Иллюстрация экзопланеты Kepler-1649c, вращающегося вокруг красного карлика. Эта недавно открытая экзопланета находится в обитаемой зоне своей звезды и является самой близкой к Земле по размерам и температуре. Источник: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
Эта недавно открытая экзопланета всего лишь в 1,06 раза больше нашей собственной планеты. Кроме того, количество света, которое она получает от своей звезды, составляет 75% от количества света, получаемого Землёй от нашего Солнца. Это означает, что температура Kepler-1649c может быть аналогична температуре нашей планеты. Но, в отличие от Земли, она вращается вокруг красного карлика. Хотя ни один катаклизм ещё не была замечен в этой системе, этот тип звёзд известен своими вспышками, которые могут сделать окружающую среду планеты сложной для существования любой потенциальной жизни.
“Этот интересный, далёкий мир даёт нам ещё большую надежду на то, что вторая Земля точно находится среди звёзд, ожидая, когда её найдут. Данные, собранные такими миссиями, как “Кеплер” и TESS, будут продолжать приносить удивительные открытия, поскольку научное сообщество из года в год совершенствует свои способности выявлять потенциальные планеты”, – Томас Зурбухен, заместитель руководителя Управления научными миссиями НАСА в Вашингтоне.
Есть ещё много неизвестного о Kepler-1649c, включая её атмосферу, которая может оказывать влияние на температуру планеты. Современные расчёты размеров Kepler-1649c имеют существенные пределы погрешности, впрочем, как и все значения в астрономии при изучении столь далёких объектов. Каменные планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, представляют особый интерес у астробиологов. Однако им потребуется гораздо больше информации об этой планете, чтобы определить, является ли она перспективной для наличия жизни в том виде, в каком мы её знаем. Но, исходя из того, что известно, Kepler-1649c особенно интересует учёных, занятых поиском миров с потенциально пригодными для жизни условиями.
Есть и другие экзопланеты, которые, по оценкам, ближе к Земле по размерам, такие как TRAPPIST-1f и, по некоторым расчетам, могут быть ближе к Земле по температуре, такие как TRAPPIST-1d и TOI 700d. Но нет другой экзопланеты, которая считается ближе к Земле в обоих этих значениях, которая также находится в обитаемой зоне своей системы.
Сравнение Земли и Kepler-1649c. Источник: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
“Из всех ранее неправильно отброшенных планет, которые мы обнаружили, эта особенно интересна не только потому, что она находится в обитаемой зоне и размером с Землю. Дело в том, что, если бы мы не проверили работу алгоритма вручную, то пропустили бы эту планету”, – Эндрю Вандербург, исследователь из Техасского университета в Остине и первый автор статьи, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters.
Kepler-1649c вращается вокруг своей звезды-красного карлика так близко, что год на этой экзопланеты эквивалентен всего лишь 19,5 земным суткам. В этой системе есть ещё одна каменная планета примерно такого же размера, но она вращается вокруг звезды примерно на половине орбиты Kepler-1649c, подобно тому, как Венера вращается вокруг нашего Солнца примерно на половине орбиты Земли. Красные карлики – одни из самых распространенных звёзд в галактике, а это значит, что планеты, подобные обнаруженной, могут быть более распространены, чем мы думали ранее.
Поиск ложноположительных результатов
Ранее учёные, участвовавшие в миссии “Кеплер”, разработали алгоритм под названием Robovetter, предназначенный для помощи в сортировке огромных объёмов данных, полученных космическим аппаратом, управляемым исследовательским центром НАСА в калифорнийской Силиконовой долине. “Кеплер” искал планеты, используя метод транзитов, то есть глядя на звёзды в поисках провалов в их яркости, возникающих, когда планеты проходили перед своими звёздами.
В большинстве случаев эти провалы происходят в результате явлений, не вовлекающих экзопланет – от естественных изменений яркости звезды до других космических объектов, проходящих мимо. Именно эти сигналы говорят о ложном наличии планеты, когда её нет. Задача алгоритма Robovetter состояла в том, чтобы научиться различать 12% из этих ложных сигналов, которые были настоящими планетами. Те подписи, которые Robovetter определил как полученные из других источников, были помечены как “ложноположительные” – термин, обозначающий результат теста, ошибочно классифицированный как положительный.
Имея огромное количество сложных сигналов, астрономы знали, что алгоритм будет ошибаться и его нужно будет перепроверить. Именно для этого и была сформирована рабочая группа по анализу ложных срабатываний “Кеплер”. Эта команда рассматривает работу Robovetter, последовательно проходя через все ложные срабатывания, чтобы убедиться, что они действительно являются ошибками, а не экзопланетами. Это гарантирует, что меньше потенциальных открытий будет упущено из виду. Как оказалось, Robovetter неправильно обозначил Kepler-1649c.
Даже когда учёные работают над дальнейшей автоматизацией процессов анализа, чтобы получить как можно больше науки из любого заданного набора данных, открытие экзопланеты Kepler-1649c показывает ценность именно двойной проверки автоматизированной работы. Даже через шесть лет после того, как “Кеплер” перестал собирать данные с участка неба, на который он смотрел с 2009 по 2013 год, прежде чем перейти к изучению многих других регионов, этот тщательный анализ обнаружил один из самых уникальных земных аналогов.
Возможная третья планета
Kepler-1649c не только является одним из лучших аналогов Земли с точки зрения размера и энергии, получаемой от её звезды, но и даёт совершенно новый взгляд на её родную систему. Из каждых девяти раз, когда внешняя планета в этой системе обращается вокруг звезды, внутренняя планета совершает почти четыре оборота. Тот факт, что их орбиты находятся в таком стабильном соотношении, указывает на то, что сама эта система чрезвычайно стабильна и, вероятно, сможет существовать в течение длительного времени.
Почти идеальные соотношения периодов вращения вызываются явлением, называемым орбитальным резонансом, но соотношение девять к четырём является достаточно уникальным среди планетных систем. Обычно резонансы имеют соотношения, как два к одному или три к двум. Хотя это и не подтверждено, редкость такого соотношения может намекать на наличие в середине третьей планеты, с которой как внутренняя, так и внешняя планета вращаются синхронно, создавая пару резонансов три к двум.
Команда занялась поисками доказательств существования такой загадочной третьей планеты, но безрезультатно. Однако это может быть связано с тем, что планета слишком мала, чтобы её можно было увидеть, или, возможно, наклон её орбиты такой, что делает невозможным поиск с помощью транзитного метода “Кеплера”.
Иллюстрация того, как может выглядеть поверхность Kepler-1649c. Источник: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
Так или иначе, эта система представляет собой ещё один пример планеты размером с Землю в обитаемой зоне красного карлика. Эти маленькие и тусклые звёзды требуют, чтобы планеты вращались очень близко, чтобы быть в пределах зоны обитания для потенциального существования жизни. Хотя этот единственный пример является лишь одним из многих, есть всё больше свидетельств того, что такие планеты часто встречаются именно вокруг красных карликов.
“Чем больше данных мы получаем, тем больше мы видим признаков, указывающих на то, что потенциально обитаемые экзопланеты размером с Землю распространены именно вокруг таких звёзд. С наличием красных карликов почти повсюду в нашей Галактике и существованием этих маленьких, потенциально обитаемый каменных планет вокруг них, вероятность того, что один из них не слишком отличается от нашей Земли, выглядит немного больше”.
Такие миссии, как “Кеплер” и TESS помогают внести свой вклад в область астробиологии, направленную на понимание того, как переменные величины и условия окружающей среды далёких миров могут поддерживать жизнь в том виде, каком мы её знаем, или в любом другом виде, который она может принять.
По информации НАСА.
Источник: