Обнаружена потенциально обитаемая «экзо-Венера» с земной температурой

Глизе 12 b, вращающаяся вокруг холодного красного карлика, расположенного всего в 40 световых годах от нас, обещает рассказать астрономам больше о том, как планеты, близкие к своим звездам, сохраняют или теряют свою атмосферу. В концепции этого художника Gliese 12 b показана сохраняющей тонкую атмосферу. Автор: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Астрономы сделали редкое открытие экзопланеты, похожей на Землю, находящейся в 40 световых годах от нас, которая может быть лишь немного теплее, чем наш собственный мир. Новая статья «Глизе 12 b, планета размером с Землю, открытая с помощью TESS и CHEOPS», была опубликована в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества.

Потенциально пригодная для жизни планета, названная Глизе 12 b, обращается вокруг своей звезды каждые 12,8 дней, по размеру сравнима с Венерой (то есть немного меньше Земли) и имеет расчетную температуру поверхности 42°C (107°F), что ниже чем большинство из 5000 с лишним экзопланет, подтвержденных на данный момент.

Однако это предполагает, что у нее нет атмосферы, что является решающим следующим шагом к установлению того, пригодна ли она для жизни. У нее может быть атмосфера, похожая на земную или более похожая на Венеру, которая испытала безудержный парниковый эффект, превративший ее в адскую пустыню с температурой 400 °C (752° F). Также у нее вообще может не быть атмосферы или, возможно, у Глизе 12 b другой тип атмосферы, которого нет в нашей Солнечной системе.

Глизе 12 b ни в коем случае не является первой обнаруженной экзопланетой, похожей на Землю, но, как заявило НАСА, существует лишь несколько таких миров, которые заслуживают более пристального внимания.

Глизе 12 b была объявлена «ближайшим транзитным миром размером с Землю с умеренным климатом, обнаруженным на сегодняшний день» и потенциальной целью для дальнейшего исследования с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба.

Ближайшая к нам экзопланета, похожая на Землю, и, возможно, самая известная — это Проксима Центавра b, которая находится всего в четырех световых годах от нас. Однако, поскольку это не транзитный мир, нам еще многое предстоит узнать о нем, в том числе о том, есть ли у нее атмосфера и потенциал для жизни.

Большинство экзопланет обнаруживаются транзитным методом, когда планета проходит перед своей звездой, с нашей точки зрения, вызывая падение яркости родительской звезды.

Во время транзита свет звезды также проходит через атмосферу экзопланеты, и некоторые длины волн поглощаются. Разные молекулы газа поглощают разные цвета, поэтому транзит создает набор химических «отпечатков», которые можно обнаружить с помощью телескопов, таких как Джеймс Уэбб.

Gliese 12 b также может иметь большое значение, поскольку может помочь выяснить, способны ли большинство звезд в нашей галактике Млечный Путь, то есть холодные звезды, содержать планеты умеренного пояса, имеющие атмосферу и, следовательно, пригодные для жизни.

Планета вращается вокруг холодного красного карлика под названием Глизе 12, который находится почти в 40 световых годах от Земли в созвездии Рыб.

«Глизе 12 b представляет собой одну из лучших целей для изучения того, могут ли планеты размером с Землю, вращающиеся вокруг холодных звезд, сохранять свою атмосферу, что является важным шагом для продвижения нашего понимания обитаемости на планетах по всей нашей галактике», — сказал Шишир Дхолакия, докторант из Центр астрофизики Университета Южного Квинсленда в Австралии.

Он возглавлял исследовательскую группу вместе с Ларисой Пэлторп, аспиранткой Эдинбургского университета и Университетского колледжа Лондона.

Размер родительской звезды экзопланеты составляет около 27% размера нашего Солнца, а температура поверхности составляет около 60% температуры нашей собственной звезды.

Однако расстояние, разделяющее Глизе 12 и новую планету, составляет всего 7% расстояния между Землей и Солнцем. Таким образом, Глизе 12 b получает от своей звезды в 1,6 раза больше энергии, чем Земля от Солнца, и около 85% энергии, которую получает Венера.

Предполагаемый размер Глизе 12 b может быть таким же, как у Земли, или немного меньше — сравнимым с Венерой в нашей Солнечной системе. В концепции этого художника Земля сравнивается с различными возможными интерпретациями Gliese 12 b: от версии без атмосферы до версии с плотной атмосферой, подобной Венере. Автор: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Caltech-IPAC)

Эта разница в солнечном излучении важна, поскольку означает, что температура поверхности планеты сильно зависит от атмосферных условий. По сравнению с расчетной температурой поверхности Глизе 12 b, составляющей 42 °C (107 °F), средняя температура поверхности Земли составляет 15 °C (59 °F).

«Атмосфера удерживает тепло и — в зависимости от типа — может существенно изменить фактическую температуру поверхности», — объяснил Дхолакия. «Мы цитируем «равновесную температуру» планеты, то есть температуру, которой была бы планета, если бы у нее не было атмосферы.

«Большая часть научной ценности этой планеты заключается в том, чтобы понять, какую атмосферу она может иметь. Поскольку Глизе 12 b находится между количеством света, которое Земля и Венера получают от Солнца, она будет ценна для преодоления разрыва между этими двумя планетами в нашей солнечной системе».

Пэлторп добавила: «Считается, что первые атмосферы Земли и Венеры были истощены, а затем пополнены за счет вулканического выделения газа и бомбардировок остаточного материала в Солнечной системе.

«Земля пригодна для жизни, но Венера не пригодна из-за полной потери воды. Поскольку Глизе 12 b находится между Землей и Венерой по температуре, ее атмосфера может многому научить нас о путях обитаемости, которые выбирают планеты по мере своего развития».

Исследователи вместе с другой командой в Токио использовали наблюдения TESS (Транзитный спутник для исследования экзопланет) НАСА, чтобы сделать свое открытие.

«Мы нашли ближайший, транзитный, умеренный мир размером с Землю, обнаруженный на сегодняшний день», — сказал Масаюки Кузухара, доцент проекта в Центре астробиологии в Токио, который возглавлял исследовательскую группу вместе с Акихико Фукуи, ассистентом проекта. профессор Токийского университета.

«Хотя мы еще не знаем, обладает ли она атмосферой, мы думаем о ней как об экзо-Венере с таким же размером и энергией, полученной от ее звезды, как и о нашем планетарном соседе в Солнечной системе».

Важным фактором сохранения атмосферы является бурность звезды. Красные карлики, как правило, обладают магнитной активностью, что приводит к частым и мощным рентгеновским вспышкам.

Однако анализы обеих команд пришли к выводу, что Глизе 12 не проявляет никаких признаков такого экстремального поведения, что вселяет надежду на то, что атмосфера Глизе 12 b все еще может быть нетронутой.

«Мы знаем лишь несколько планет с умеренным климатом, похожих на Землю, которые одновременно расположены достаточно близко к нам и отвечают другим критериям, необходимым для такого рода исследований, называемых трансмиссионной спектроскопией, с использованием существующих возможностей», — сказал Майкл МакЭлвейн, астрофизик-исследователь из Годдарда НАСА. Центр космических полетов в Гринбелте, штат Мэриленд, и соавтор статьи Кудзухары и Фукуи.

«Чтобы лучше понять разнообразие атмосфер и результаты эволюции этих планет, нам нужно больше примеров, таких как Глизе 12 b».

Глизе 12 b находится на расстоянии 40 световых лет от Земли примерно на том же расстоянии, что и система TRAPPIST-1.

Она состоит из семи планет, все примерно таких же размеров, как Земля, и, вероятно, каменистых, вращающихся вокруг звезды красного карлика.

Три из них находятся в обитаемой зоне, но по крайней мере две — а, возможно, и все — не имеют атмосферы и, вероятно, являются каменными пустынями.

Больше информации: Shishir Dholakia et al, Gliese 12 b, A Temperate Earth-sized Planet at 12 Parsecs Discovered with TESS and CHEOPS, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2024). DOI: 10.1093/mnras/stae1152

Источник: Royal Astronomical Society