Планета GJ 251 c примерно в четыре раза массивнее Земли и совершает полный оборот вокруг своей звезды за 54 дня. Открытие стало возможным благодаря анализу данных, собранных методом радиальных скоростей на протяжении двух десятилетий. Ученые использовали специализированные инструменты, разработанные в Пенсильванском университете: спектрограф Habitable Zone Planet Finder и спектрометр NEID.
Астрономы нашли суперземлю в обитаемой зоне близкого к Земле красного карлика
Астрономы из Пенсильванского университета открыли экзопланету GJ 251c — каменистую суперземлю в обитаемой зоне красного карлика. Планета находится на расстоянии от родительской звезды, где на ее поверхности может существовать жидкая вода. Близость системы делает ее идеальной целью для будущих телескопов, способных получить прямое изображение планеты.
На этой иллюстрация изображены планета GJ 251c, ее родственная планета и красный карлик, вокруг которого они обе вращаются. GJ 251 c — это каменистая суперземля, находящаяся в зоне обитаемости своей звезды. Расположенная всего в 18 световых годах, она является сильным кандидатом для прямой визуализации. University of California Irvine; Michael Marcheschi / m2design
Метод радиальных скоростей — один из основных для обнаружения экзопланет. Он основан на эффекте Доплера: планеты, вращаясь вокруг звезды, заставляют ее слегка покачиваться. Когда звезда приближается к наблюдателю, ее свет смещается в синюю часть спектра, когда удаляется — в красную. Гравитационное притяжение планеты создает эти едва заметные, но регулярные изменения излучения. Мощные спектрографы способны улавливать колебания звезды с точностью до нескольких метров в секунду — это сравнимо со скоростью неспешной ходьбы человека, только на расстоянии многих световых лет.
На этом рисунке показана система GJ 251. На нем изображены размер звезды и орбиты двух экзопланет. Оптимистичная зона обитаемости обозначена светло-зеленым цветом, а пессимистичная — темно-зеленым. GJ 251 c вращается по орбите, на которой на ее поверхности может существовать жидкая вода.
История открытия была непростой. В 2019 году астрономы обнаружили в этой системе две планеты, но последующее исследование не подтвердило ни одно из этих открытий. Позже существование внутренней планеты GJ 251b подтвердилось, что помогло выявить вторую планету. «Мы находимся на передовом крае технологий и методов анализа с этой системой», — отметил ведущий автор исследования Кори Бирд. Работа опубликована в журнале The Astronomical Journal.
Как найти экзопланету
Устройство Habitable Zone Planet Finder (HPF) обеспечивает самые точные на сегодняшний день измерения инфракрасных сигналов от близлежащих звезд. Здесь оно показано во время установки в чистой комнате телескопа Hobby Eberly в обсерватории Макдональд.
Основная сложность в поиске далеких экзопланет заключается в слабости сигналов. Звезды намного ярче своих планет, а их свет постоянно меняется из-за вспышек и другой активности. Как выразился соавтор работы Суврат Махадеван, это «сложная игра требует многих попыток подавить звездную активность и выделить слабые признаки из того, что по сути представляет собой бурлящий магнитосферный котел звездной поверхности». Этот «бурлящий котел» необходимо отфильтровать, чтобы стала видна планета.
Иллюстрация космического телескопа Nancy Grace Roman. Поле зрения телескопа Roman будет в 100 раз больше, чем у телескопа Hubble. Одна из его научных задач — использовать коронограф и получать прямые изображения экзопланет у ближайших к нам звезд.
Прямое изображение экзопланет получит мощный толчок с запуском космического телескопа Nancy Grace Roman в 2026 году. Настоящим прорывом может стать уже обсерватория Habitable Worlds Observatory, основная задача которой — получение изображений каменистых планет земного размера в обитаемых зонах. Наземные телескопы нового поколения с 30-метровыми зеркалами также смогут напрямую фотографировать экзопланеты.