Фото из открытых источников
Спустя тридцать лет после открытия первой экзопланеты астрономы обнаружили более 7000 из них в нашей галактике. Но еще миллиарды предстоит открыть. В то же время экзопланетологи начали интересоваться их характеристиками с целью поиска жизни в других местах Вселенной. Такова предыстория открытия суперземли HD 20794 d международной группой, включающей Женевский университет (UNIGE) и NCCR PlanetS.
Новая планета находится на эксцентричной орбите, так что она колеблется в обитаемой зоне своей звезды и за ее пределами. Это открытие является плодом 20 лет наблюдений с использованием лучших телескопов в мире. Результаты опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.
«Одиноки ли мы во Вселенной?» На протяжении тысяч лет этот вопрос был вопросом философии, и только совсем недавно современная наука начала предоставлять весомые гипотезы и доказательства для ответа на него. Однако астрономы медленно продвигаются вперед.
Каждое новое открытие, теоретическое или наблюдательное, дополняет здание, раздвигая границы знаний. Так было с открытием в 1995 году первой планеты, вращающейся вокруг звезды, отличной от Солнца, за что два исследователя UNIGE, Мишель Майор и Дидье Кело, получили Нобелевскую премию по физике 2019 года. Текущий научный консенсус указывает на существование планетной системы у каждой звезды в нашей галактике.
Астрономы теперь ищут экзопланеты, которые легче охарактеризовать или которые имеют интересные особенности, чтобы проверить свои гипотезы и закрепить свои знания. Это случай планеты HD 20794 d, которая только что была обнаружена группой, в которую входят члены астрономического факультета UNIGE.
Эта многообещающая планета — суперземля, теллурическая планета, крупнее Земли. Она является частью планетной системы, содержащей две другие планеты. Она вращается вокруг звезды G-типа, как и Солнце, на расстоянии всего 19,7 световых лет, что в масштабах Вселенной находится в очень близком соседстве с Землей.
Такая «близость» облегчает ее изучение, поскольку ее световые сигналы более заметны и сильны. «HD 20794, вокруг которой вращается HD 20794 d, — это не обычная звезда», — объясняет соавтор исследования Ксавье Дюмуск из UNIGE. «Его яркость и близость делают его идеальным кандидатом для будущих телескопов, миссия которых будет заключаться в непосредственном наблюдении за атмосферами экзопланет».
Интерес к планете HD 20794 d заключается в ее положении в обитаемой зоне своей звезды, зоне, которая определяет место, где может существовать жидкая вода , одно из условий, необходимых для развития жизни, какой мы ее знаем. Эта зона зависит от нескольких факторов, в основном от свойств звезды.
Для таких звезд, как Солнце или HD 20794, он может простираться от 0,7 до 1,5 астрономических единиц (а.е.), охватывая не только орбиту Земли, но и Марса в случае Солнца. Экзопланете HD 20794 d требуется 647 дней, чтобы совершить оборот вокруг своей звезды, что примерно на 40 дней меньше, чем Марсу.
Вместо того, чтобы следовать относительно круговой орбите, как Земля или Марс, HD 20794 d следует эллиптической траектории с большими изменениями расстояния до своей звезды во время своего обращения. Таким образом, планета колеблется между внутренним краем своей звезды HZ (0,75 а.е.) и снаружи ее (2 а.е.) вдоль своей орбиты.
Эта конфигурация представляет особый интерес для астрономов, поскольку она позволяет им корректировать теоретические модели и проверять свое понимание понятия обитаемости планеты. Если на HD 20794 d есть вода, она перейдет из состояния льда в жидкое состояние, благоприятствующее появлению жизни, во время обращения планеты вокруг звезды.
Обнаружить эту суперземлю было непросто, и процесс был итеративным. Команда проанализировала более 20 лет данных с самых современных инструментов, таких как ESPRESSO и HARPS. Для последнего ученые могли положиться на YARARA, алгоритм обработки данных, недавно разработанный в UNIGE.
В течение многих лет планетарные сигналы были скрыты шумом, что затрудняло определение того, существуют ли планеты на самом деле. «Мы анализировали данные в течение многих лет, тщательно исключая источники загрязнения», — объясняет соавтор исследования Майкл Кретинье.
Открытие HD 20794 d предоставляет ученым интересную лабораторию для моделирования и проверки новых гипотез в их поисках жизни во Вселенной.
Близость этой планетной системы к ее яркой звезде также делает ее главной целью для инструментов следующего поколения, таких как спектрограф ANDES для Чрезвычайно Большого Телескопа (ELT) ESO. Чтобы узнать, есть ли на этой планете жизнь, все еще потребуется ряд научных вех и трансдисциплинарный подход.
Условия ее обитаемости уже изучаются новым Центром жизни во Вселенной (CVU) при факультете естественных наук UNIGE.
