Останнім часом був захоплюючий час для досліджень у галузі екзопланет! Минулого літа дослідники Європейської південної обсерваторії (ESO) оголосили про відкриття Землеподібної планети (Proxima b), розташованої в зорі, яка є найближчою до нашої. І лише півроку тому міжнародна команда астрономів оголосила про виявлення семи скельних планет, що обертаються навколо орбіти зірки, що знаходиться поруч TRAPPIST-1.
Але, що може бути найбільш обнадійливим відкриттям для тих, хто сподівається знайти мешкаючу планету поза Землею, міжнародна команда астрономів щойно оголосила про відкриття чотирьох кандидатів на екзопланети в системі тау Сеті. Окрім того, що знаходиться поруч із Сонячною системою - всього за 12 світлових років - ця знахідка також обнадіює, оскільки кандидати на планету орбітують зірку, дуже схожу на нашу!
Дослідження, в якому детально описуються ці висновки - "Різниця в кольорі має значення: чотири кандидати на планету навколо Тау Сеті" - нещодавно з'явилося в Інтернеті і було прийнято до публікації в Астрофізичний журнал. Команда під керівництвом дослідників Центру досліджень астрофізики університету в Хартфордширі проаналізувала тау Сеті, використовуючи шумопоглинальну модель, щоб визначити наявність чотирьох планет, подібних до Землі.
Це відкриття стало можливим завдяки постійним вдосконаленням приладобудування, спостереження та обміну даними, які дозволяють проводити обстеження постійно зростаючої чутливості. Як заявив у прес-релізі UCSC Стівен Фогт, професор астрономії та астрофізики в Університеті Санта-Крус і співавтор цієї статті:
"Зараз ми нарешті переступаємо поріг, коли завдяки дуже складним моделюванням великих комбінованих наборів даних від декількох незалежних спостерігачів ми можемо відсторонити шум завдяки зоряній поверхневій активності від дуже крихітних сигналів, що створюються гравітаційними буксирами з орбітальних планет розміром з Землею . "
Це останнє в довгостроковому опитуванні тау Сеті, яке цікавило астрономів протягом десятиліть. До 1988 р. Було проведено кілька вимірювань радіальної швидкості зоряної системи, що виключало можливість появи масивних планет на Юпітерових відстанях. У 2012 році астрономи з Університету Санта-Барабара представили дослідження, яке показало, що тау Сеті може перебувати в орбіті п'ятьма екзопланетами, дві з яких знаходились у зоні проживання зорі.
Команда, яка стояла за цим дослідженням, включала декілька членів, які підготували це останнє дослідження. У той час провідний автор Мікко Туомі (Університет Хартфордшира, співавтор останнього), докладав зусиль для розробки кращих методів аналізу даних, і використовував цю зірку як тестування. Як пояснив Туомі, тезові зусилля дозволили їм виключити два сигнали, які раніше були визначені як планети:
"Ми придумали геніальний спосіб визначити різницю між сигналами, викликаними планетами, і сигналами, викликаними активністю зірки. Ми зрозуміли, що можемо бачити, як активність зірки відрізняється на різних довжинах хвиль, і використовували цю інформацію для відділення цієї активності від сигналів планет ".
Задля цього останнього дослідження - яке очолив Фабо Фенг, член ЦАР, - команда покладалася на дані, що надаються спектрографом з високою точністю радіальної швидкості (HARPS) в обсерваторії Ла Сілла в Чилі та Прилад спектрометра Ешеля високої роздільної здатності (HIRES) в обсерваторії WM Keck в Мауна-Кеа, Гаваї.
Виходячи з цього, вони змогли створити модель, яка видаляла «залежний від довжини хвилі шум» від вимірювань радіальної швидкості. Застосувавши цю модель до опитувань тау Сеті, вони змогли отримати вимірювання, які були досить чутливі, щоб виявити зміни руху зірки на рівні 30 см в секунду. Врешті-решт вони зробили висновок, що тау Сеті має систему не більше чотирьох екзопланет.
Як зазначив Туомі, після кількох обстежень та спроб усунути сторонні шуми, астрономи, нарешті, можуть мати чітке уявлення про те, скільки планет має тау Сеті та якого типу. "[N]. Як би ми не дивилися на зірку, навколо неї орбіти принаймні чотири скелясті планети", - сказав він. "Ми повільно вчимося розказувати різницю між коливаннями, спричиненими планетами, і тими, що викликаються зоряною активною поверхнею. Це дозволило нам по суті перевірити існування двох зовнішніх, потенційно мешканців планети в системі ».
Далі вони оцінюють за допомогою своїх вдосконалених вимірювань, що ці планети мають масу від чотирьох мас Землі (т.зв. «супер-Землі») аж до 1,7 мас Землі, що робить їх серед найменших планет, коли-небудь виявлених навколо сусідньої зірки, схожої на сонце . Але найбільше хвилює те, що дві ці планети (tau Ceti e і f) розташовані в зоні заселення зірки.
Причиною цього є те, що тау Сеті - це зірка типу G (жовтий карлик), що робить її подібною до нашого власного Сонця - приблизно в 0,78 рази масивної та наполовину яскравішої. На відміну від цього, багато нещодавно виявили екзопланети - такі як Проксима b і сім планет TRAPPIST-1 - всі зірки орбіти типу M (червоний карлик). Порівняно з нашим Сонцем, ці зірки мінливі та нестабільні, збільшуючи шанси позбавити атмосфери відповідної планети.
Крім того, оскільки червоні карлики набагато тьмяніші від нашого Сонця, скеляста планета повинна буде орбіти дуже близько до них, щоб опинитися в межах їх мешканської зони. На такій відстані планета, ймовірно, буде замкненою, що означає, що одна сторона постійно буде звернена до сонця. Це теж робить шанси на життя на будь-якій такій планеті досить невеликими.
Через це астрономи сподівалися знайти більше екзопланет навколо зірок, які за розміром, масою та світністю ближче до нашої. Але перш ніж хтось надто збуджується, важливо відзначити, що ці світи - це Супер-Землі - з до чотирьох разів більшими за масу Землі. Це означає, що (залежно від їх щільності) будь-яке життя, яке могло б виникнути на цих планетах, зазнало б значного збільшення тяжкості.
Крім того, масивний диск уламків оточує зірку, а це означає, що ці найбільш віддалені планети, ймовірно, піддаються інтенсивному обстрілу астероїдами та кометами. Це не зовсім добре підходить для потенційного життя на цих планетах! Все-таки це дослідження є дуже обнадійливим і з ряду причин. Окрім пошуку надійних свідчень про екзопланети навколо зірки, схожої на Сонце, вимірювання, що призвели до їх виявлення, є найбільш чутливими на сьогоднішній день.
Швидкість того, що їхні методи вдосконалюються, дослідникам взагалі не слід досягати межі 10 сантиметрів на секунду. Це рівень чутливого значення для виявлення аналогів Землі - ака. латунне кільце для любителів екзопланет. Як зазначав Фен:
"Наше виявлення таких слабких коливань є віхою в пошуку земних аналогів та розумінні придатності Землі шляхом порівняння з цими аналогами. Ми ввели нові методи видалення шуму в даних, щоб виявити слабкі планетарні сигнали ».
Подумайте про це! У найкоротші терміни мисливці за екзопланетами змогли знайти безліч планет, які не лише дуже близькі за розмірами та масою до Землі, але й орбітують у зонах проживання своїх зірок. У той момент вчені впевнені, що не обійдуться з чітко розпливчастими термінами, наприклад, "потенційно придатними для життя" та "подібними до Землі", і впевнено почнуть використовувати такі терміни як "аналог Землі". Більше неясності, лише тверде переконання, що Земля не унікальна!
Маючи приблизно 100 мільярдів планет у нашій галактиці, ми впевнені, що тут знайдемо кілька Землей. Можна лише сподіватися, що вони породили таке складне життя, як наше власне, і що вони в настрої спілкуватися!
