Астрономы уточнили массу планеты, которая находится в ближайшей к Солнцу звездной системе

Экзопланета Проксима b была открыта в 2016 году с помощью спектрографа HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher), предназначенного для поиска планет в других звездных системах. Новое исследование позволило подтвердить присутствие экзопланеты у ближайшей к Солнцу звезды, а также уточнить ее параметры. Планета Проксима b находится на орбите звезды Проксима Центавра, которая расположена в 4,2 светового года от Солнца. Удалось выяснить, что ее масса в 1,17 больше массы Земли, что в 1,3 раза меньше, чем показывали предыдущие оценки. То есть по массе она еще ближе к Земле, чем изначально считалось. Орбитальный период составляет 11,2 дня. Несмотря на близость к звезде, планета получает примерно столько же энергии, сколько и Земля от Солнца, поскольку «хозяйкой» ее является красный карлик. Впрочем, красные карлики довольно агрессивны в плане излучения. Поэтому Проксима b бомбардируется своей звездой примерно в 400 раз интенсивнее рентгеновскими лучами, чем Земля – Солнцем. Подтвердить наличие этой экзопланеты и уточнить ее характеристики удалось с помощью спектрографа нового поколения ESPRESSO, который в три раза точнее, чем HARPS. 

Поэтому подобные наблюдения очень важны, они доказывают эффективность обнаружения экзопланет спектрографами на наземных телескопах. Более того, в разработке находится спектрограф RISTRETTO, который придет на замену ESPRESSO и будет еще более точным.

Астрономы обнаружили новую планету недалеко от Солнца

Новую экзопланету учены нашли на орбите звезды Барнарда. Она расположена совсем рядом с Солнцем — всего в 6 световых годах. Свое открытие астрономы опубликовали в научном журнале Nature. Звезда Барнарда относится к классу красных карликов. Она намного легче нашего Солнца и составляет всего 14% от его массы. Ученые установили, что его радиус также меньше солнечного на 85%-80%. За особенность движения космическое тело назвали «летящей звездой». По словам исследователей, у звезды Барнарда очень высокая угловая скорость. Благодаря этому она раз в два земных века смещается на расстояние, сравнимое с диаметром Солнца, каким его видно с Земли. Группа ученых из проектов Red Dots и CARMENES впервые в истории открыли возле звезды Барнарда экзопланету. В этом им помогло современное оборудование. Астрономы собрали воедино данные со спектрографов HARPS и UVES, а затем сравнили их с информацией о предыдущих наблюдениях за участком звездного неба. В результате двадцатилетней работы они заметили регулярные отклонения лучевой скорости звезды примерно на 4,5 км/ч. Такую может вызывать лишь гравитационное воздействие другого космического тела. Исследователи объявили о своем открытии в ноябре прошлого года. Согласно рассчетам, масса планеты составляет 3,2 от показателя Земли. Объекту присвоили класс «супер-Земля» и название планета Барнарда b. Его обита сравнима с орбитой Меркурия. От светила объект отделяет 0,4 расстояния между Землей и Солнцем. Один оборот вокруг звезды экзопланета совершает за 233 дня.

Однако у Барнарды b есть серьезные проблемы с температурой. Ученые выяснили, что материнская звезда очень тусклая и не может обеспечить планету большим количеством тепла. Несмотря на близкое расстояние, планета получает лишь 2% энергии, которая доходит от Солнца к Земле. Более того, Барнарда b находится слишком рядом к линии, где замерзают летучие компоненты. Например, вода и углекислый газ. По сути, планета должна представлять из себя большую льдышку с температурой около -170 градусов по Цельсию.

Но ученые все равно допускают существование жизни в соседней системе. Вполне возможно, что на «супер-Земле» есть подземные водоемы. Подобные океаны уже обаружены на Энцеладе и Европе. Существа с Барнарды b, могли приспособиться к водной среде обитания и благополучно развиваться под толщей льда.

Примечательно, что близость звезды Барнарда нередко использовали фантасты. Многие писатели и сценаристы размещали возле неё планеты, подходящие для выживания человечества. Среди них можно выделить роман Джека Вильямсона «Легион космоса», вышедший ещё в 1934 году. А Дуглас Адамс в «Путеводитель по Галактике для путешествующих автостопом» Звезда Барнарда получила межзвездный порт на перекрестке важных путей.

У звезды рядом с нами обнаружена суперземля

При помощи спектрографа HARPS и других телескопов астрономы открыли планету, вращающуюся вокруг звезды Барнарда – одиночной звезды из созвездия Змееносца, находящейся всего в 5,96 светового года от Земли. Открытая планета принадлежит к классу «суперземель» – планет, превосходящих по размеру нашу Землю, но значительно уступающих газовым гигантам вроде Юпитера. Об открытии сообщает пресс-релиз Европейской южной обсерватории. Новая планета, которую астрономы пока обозначают «звезда Барнарда b», была обнаружена в рамках проектов «Красные точки» и CARMENES, посвященных поиску каменных планет у близких к Земле звезд. Масса планеты составляет не менее 3,2 масс Земли, и она обращается вокруг материнской звезды примерно за 233 дня. Поскольку звезда Барнарда – красный карлик, она дает своей планете очень мало энергии, всего 2 % от той, что Земля получает от Солнца, хотя планета находится в 2,5 раза ближе к звезде Барнарда, чем Земля к Солнцу. Температура на поверхности этой планеты не превосходит –170 ℃. Сейчас группа ученых на Гавайях исследует эту суперземлю при помощи спектрометра HIRES. Ученые тщательно изучают звезду Барнарда, которая впятеро меньше Солнца, и ее окрестности с прицелом под возможную в будущем межзвездную миссию. С начала 2000-х проведено почти 300 измерений движения звезды.

Для поиска экзопланеты астрономы использовали эффект Допплера. Когда планета обращается вокруг звезды, ее притяжение заставляет звезду немного смещаться. Когда звезда движется от Земли, ее спектр испытывает красное смещение, то есть, длины волн в спектре немного увеличиваются, а когда звезда движется к Земле, длины волн ее излучения смещаются в короткую, голубую сторону. Астрономы используют этот эффект, чтобы измерить изменения скорости звезды, вызванные присутствием экзопланеты, для чего нужна необыкновенная точность. Приемник HARPS способен регистрировать изменения скорости звезды в 3,5 км/ч, что примерно соответствует скорости человека при ходьбе.

«Мы использовали наблюдения, выполненные с семью различными инструментами на протяжении 20 лет, получив таким образом один из самых протяженных и больших массивов данных, когда-либо использовавшихся для точных измерений лучевых скоростей, – говорит ведущий автор исследования Игнасий Рибас (Ignasi Ribas) из Института космических исследований Каталонии и Института наук о космосе Испании. – В результате объединения всех данных мы получили массив из 771 измерения – огромное количество информации!».

Суперземля — класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов. Граница между суперземлями и газовыми гигантами подобными Нептуну нечеткая, и оценивается примерно в 10 масс Земли.

Охарактеризованы две небольшие экзопланеты многопланетной системы

Команда астрономов из 11 стран, возглавляемая сотрудниками научно-исследовательского института Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), смогла с высокой точностью определить массы двух небольших экзопланет, обращающихся вокруг переменной звезды HD 106315, используя данные, собранные при помощи спектрографа HARPS. Эти две экзопланеты были ранее обнаружены с использованием спутника НАСА Kepler («Кеплер») при помощи транзитного метода, который позволяет исследователям определять диаметры планет. Планета HD 106315b имеет орбитальный период 9,5 суток и диаметр в 2,44 диаметра Земли, в то время как планета HD 106315 c имеет орбитальный период 21 день и диаметр в 4,35 диаметра Земли. Однако для получения представления о возможном составе вещества планеты ученым требуется знать ее плотность, а для этого необходима информация о массе планеты. Информацию о массе планеты ученые получают, измеряя радиальную скорость родительской звезды, на которую оказывает влияние присутствие планеты.

В своей работе команда исследователей из института IA смогла, преодолев препятствия связанные с переменной природой звезды, создающей помехи при определении радиальных скоростей, оценить, что масса планеты HD 106315 b составляет 12,6 массы Земли, а планеты HD 106315 c – 15,2 массы Земли. Таким образом, плотности планет составляют соответственно 4,7 и 1,01 грамма на кубический сантиметр. Это указывает на то, что планета c имеет толстую водородно-гелиевую оболочку, в то время как дальнейшие исследования планеты b, основанные на использовании моделей недр планет, показали, что планета на 50 процентов состоит из каменистых пород и на 9-50 процентов – из воды, отмечают авторы.

Две суперземли на орбите вокруг звезды K2-18

В новом исследовании, в котором были использованы данные, собранные при помощи научных инструментов Европейской южной обсерватории, показано, что малоизученная экзопланета под названием K2-18b может быть «увеличенной версией» Земли. Кроме того, в ходе этого исследования проводившая его команда с удивлением обнаружила, что в системе этой звезды имеется еще одна планета, расположенная по соседству с планетой K2-18b. «То, что мы смогли измерить массу и плотность планеты K2-18b, само по себе было для нас знаменательным событием, однако открыть новую планету в этой системе – это было большой удачей и вызвало у нас бурю эмоций», - сказал главный автор новой работы Райан Клотье (Ryan Cloutier) из Института исследований экзопланет Монреальского университета, Канада. Обе планеты обращаются вокруг звезды K2-18, красного карлика, расположенного на расстоянии примерно 111 световых лет от нас в направлении созвездия Льва. Известно, что планета K2-18b лежит в обитаемой зоне родительской звезды, то есть на поверхности планеты может существовать вода в жидкой форме. Проанализировав данные наблюдений звезды K2-18, полученные при помощи инструмента High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher (HARPS), установленного на 3,6-метровом телескопе обсерватории Ла Силья, Чили, Клотье и его команда смогли определить, что планета K2-18b является либо каменистой планетой размером чуть больше Земли с не очень массивной газовой атмосферой, или же планетой, состоящей в основном из жидкой воды, покрытой сверху ледяной коркой. 

Для того чтобы определиться в пользу одной из этих версий понадобится более мощный телескоп, по сравнению с теми, которые имеются в распоряжении астрономов в настоящее время, например, такой как строящийся в настоящее время космический телескоп James Webb, отмечают авторы.

В ходе наблюдений звезды K2-18 Клотье и его команда обнаружили присутствие помимо сигнала с периодом 39 суток, связанного с вращением звезды, и сигнала с периодом 33 суток, связанного с обращением вокруг звезды планеты K2-18b, также еще один регулярный сигнал с периодом 9 суток. Подробное изучение возможных источников происхождения этого сигнала привело ученых к выводу о том, что в системе находится еще одна, неоткрытая планета. Эта планета, по-видимому, также является суперземлей, однако расположена слишком близко к звезде, то есть лежит за границами обитаемой зоны в отличие от ее планетного соседа, указывают авторы.

Открыта планета-двойник Земли на орбите вокруг холодной звезды

Команда исследователей во главе с Ксавье Бонфи (Xavier Bonfils), работающая с инструментом High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) обсерватории Ла-Силья, Чили, обнаружила на орбите вокруг красного карлика Росс 128 экзопланету небольшой массы, совершающую один оборот вокруг родительской звезды за 9,9 суток. Ожидается, что температуры на поверхности этой планеты будут умеренными, близкими к температуре на поверхности Земли. Звезда Росс 128 является самой «спокойной» близлежащей звездой, в системе которой обнаружена планета с таким «умеренным» температурным режимом. Многие красные карлики, включая ближайшую к Солнцу звезду Проксиму Центавра, испытывают вспышки, в результате которых планеты, расположенные в системах таких звезд, испытывают мощное воздействие рентгеновского и ультрафиолетового излучений. Однако звезда Росс 128 является намного более спокойной в этом отношении звездой, поэтому планеты в ее системе могут оказаться более подходящими для существования жизни.

Звезда Росс 128 расположена на расстоянии 11 световых лет от Земли. Обнаруженная экзопланета, получившая название Росс 128 b, обращается вокруг родительской звезды по орбите радиусом 1/20 астрономической единицы (1 а.е. равна расстоянию от Земли до Солнца). Несмотря на такую близость к светилу, планета Росс 128 b получает лишь в 1,38 раза больше излучения, чем Земля – поскольку родительская звезда является небольшим, тусклым красным карликом, температура поверхности которого составляет лишь примерно половину от температуры поверхности Солнца. В результате равновесная температура планеты составляет от -60 до 20 градусов Цельсия. Пока неизвестно, лежит ли планета Росс 128 b в пределах обитаемой зоны звезды – зоны, в границах которой возможно существование на поверхности планеты вод ы в жидкой форме – сообщают авторы работы.

Две новые массивные планеты обнаружены на орбите вокруг звезды HD 27894

Газовый гигант HD 27894 b, вероятно, соседствует по крайней мере с двумя массивными планетами-компаньонами, согласно новому исследованию, опубликованному 1 июня. Одна из этих вновь открытых планет представляет собой планету массой примерно как у Сатурна, в то время как другая планета представляет ледяной мир массой, в несколько раз превышающей массу Юпитера. Расположенная на расстоянии примерно 138 световых лет от Земли, звезда HD 27894 представляет собой неактивную звезду солнечного типа спектрального класса К2V, масса которой примерно на 20 процентов меньше массы Солнца. Эта звезда неоднократно наблюдалась при помощи инструмента High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) Европейской южной обсерватории, расположенного в обсерватории Ла-Силья, Чили.

Теперь международная команда астрономов под руководством Трифона Трифонова (Trifon Trifonov) из Института астрономии общества Макса Планка, Германия, проанализировала доступные архивные данные инструмента HARPS и новые данные, полученные при помощи этого инструмента, и обнаружила в них признаки, указывающие на присутствие дополнительных планет в системе HD 27894. Исследование показало наличие двух гигантских газовых планет, получивших соответственно обозначения HD 27894 c и HD 27894 d.

Согласно исследованию планета HD 27894 c имеет массу примерно в 0,16 массы Юпитера, орбитальный период в 36 суток и обращается вокруг родительской звезды на расстоянии в 0,2 астрономических единицы (1 астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца). Планета HD 27894 d является намного более массивной, ее масса составляет примерно 5,4 массы Юпитера. Эта планета движется по намного более широкой орбите, чем орбиты двух других планет в системе. Орбитальный период для планеты HD 27894 d превышает 14 лет, а среднее расстояние до звезды – 5,5 а.е.

Две внутренние планеты системы HD 27894 находятся в орбитальном резонансе типа 2:1, также обнаружили исследователи. Вместе с отдаленной от этой планетной пары гигантской планетой юпитерианского типа эта система оказывается уникальной в своем роде, отмечают исследователи.

Ученые подтвердили наличие землеподобной планеты у ближайшей звезды

Слух об открытии у ближайшей к нам звезды потенциально обитаемой экзопланеты оказался правдой. В статье, опубликованной в журнале Nature, ученые под руководством ГиллемаАнглада-Эскюде из Лондонского университета королевы Марии сообщили об открытии твердой планеты вблизи Проксимы Центавра — ближайшей от Солнца звезды, находящейся от нас «всего» в четырех световых годах.

При помощи современного спектрометра HARPS, установленного на одном из телескопов чилийской обсерватории Ла-Силья, ученые уверенно доказали: планета существует, и период ее обращения равен 11 земным суткам.

Более того, по величине гравитационного воздействия на звезду удалось определить, что планета твердая, всего в 1,3 раза массивнее Земли. А орбита ее составляет 7 млн км — всего 5% расстояния от Земли до Солнца.

«Как только мы установили, что дрожание звезды не связано с пятнами на ней, мы поняли, что должна существовать планета в зоне, где может быть жидкая вода, что оказалось волнительным. Если дальнейшие исследования подтвердят, что атмосфера планеты может поддерживать жизнь, это станет самым важным открытием из всех сделанных нами», — заявил соавтор открытия Джон Барнс.

Ученые заявили, что теперь планета у ближайшей звезды станет главной целью дальнейших исследований при помощи более чувствительных приборов, в том числе после введения в строй самого большого телескопа European Extremely Large Telescope.