Ученые обнаружили новую экзопланету у ближайшей к Солнцу звезды

Кандидат в экзопланеты, названный Проксима d, вращается вокруг звезды Проксима Центавра: небольшого тусклого красного карлика, расположенного всего в 4,2 световых года от Солнца.

Удивительно, но масса этой скалистой экзопланеты составляет всего четверть массы Земли. Это делает ее одной из самых маленьких экзопланет, когда-либо обнаруженных, – и самой маленькой, обнаруженной при наблюдении гравитационного воздействия экзопланеты на ее звезду.

«Открытие показывает, что наш ближайший звездный сосед, кажется, наполнен интересными новыми мирами, доступными для дальнейшего изучения и будущих исследований», – Жоау Фариа, соавтор исследования.

На сегодняшний день обнаружено и подтверждено почти 5000 экзопланет, и еще тысячи пока значатся в роли кандидатов в экзопланеты.

У ученых есть два основных способа поиска экзопланет. Наиболее широко используемым методом является метод транзита, при котором телескоп наблюдает за звездами в течение длительных периодов времени, чтобы обнаружить слабые, регулярные провалы в яркости, которые сигнализируют о том, что планета на орбите проходит между нами и звездой.

Второй способ известен как метод Доплера, или метод радиальных скоростей. Когда два тела, такие как звезда и планета, гравитационно связаны, одно не вращается вокруг другого. Вместо этого они вращаются вокруг своего общего центра масс, называемого барицентром. Например, барицентр Солнечной системы находится сразу за поверхностью Солнца.

Это заставляет звезду двигаться по своей собственной небольшой орбите, что, в свою очередь, влияет на доходящий до нас свет, вызывая доплеровский сдвиг. По мере того, как звезда удаляется от нас, длина волны ее света немного растягивается, а когда она движется к нам, то сжимается. Астрономы могут искать эти регулярные доплеровские сдвиги, чтобы сделать вывод о наличии у звезды экзопланет.

Намеки на Проксиму d появились в 2020 году, когда астрономы использовали спектрограф Echelle для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений (ESPRESSO) на Очень Большом Телескопе ESO, чтобы подтвердить существование еще одной экзопланеты у Проксимы Центавра.

Они использовали метод Доплера и подтвердили существование Проксимы b, экзопланеты, находящейся на 11-дневной орбите вокруг своей звезды, масса которой превышает земную в 1,2 раза.

Но в данных был и другой, гораздо более слабый сигнал. Казалось, что-то обращается вокруг звезды в течение всего лишь пяти дней. Однако сигнал был настолько слабым, что потребовались дополнительные наблюдения для того, чтобы выяснить, было ли это внешним влиянием или флуктуации света исходили от внутренних процессов в самой звезде.

В конечном итоге, астрономы выяснили, что это действительно новая экзопланета – настолько крошечная, что она заставляла звезду смещаться со скоростью всего 40 сантиметров в секунду. Возможность обнаружить это едва уловимое движение на расстоянии 4,2 световых года от нас просто феноменальна, пишут исследователи.

Экзопланета Проксима d, масса которой составляет 0,26 от земной, совершает полный оборот вокруг своей звезды за 5,12 дня. Это говорит о том, что она непригодна для жизни, какой мы ее знаем. Даже холодный красный карлик излучал бы слишком много тепла, чтобы поддерживать существование жидкой воды на столь близкой экзопланете.

Тем не менее, открытие предполагает, что столь малое количество открытых небольших экзопланет является результатом нашей неспособности надежно их обнаруживать. В таком случае их обнаружение будет вопросом времени и развития технологий.

«Это показывает, что метод Доплера может обнаружить популяцию легких планет, таких как наша собственная, которые, как ожидается, будут самыми многочисленными в нашей Галактике и потенциально могут содержать жизнь, какой мы ее знаем», – заключает соавтор исследования Педро Фигейра.

У Проксимы Центавры есть и третья экзопланета – Проксима с, открытая в 2019 году. Она примерно в шесть раз массивнее Земли и находится на орбите с периодом обращения 5,2 года. Как отмечают ученые, она слишком холодная, чтобы поддерживать жизнь.