Возле красного карлика обнаружена планета земной группы

Астрономы обнаружили экзопланету вокруг самой близкой к Солнцу одиночной звезды — звезды Барнарда, расположенной в шести световых годах от нас. Таким образом, этот красный карлик вращается вокруг небольшой планеты земной группы, масса которой составляет примерно треть массы Земли.

Фото: NASA by Breanna Binder, PDM

Кроме того, есть свидетельства существования еще трех планет вокруг этого красного карлика. С другой стороны, удалось опровергнуть выдвинутое еще в 2018 году предположение, что на дальней орбите вокруг звезды Барнарда может находиться планета, но ее сигнал ввела в заблуждение звездная активность.

На ближней орбите нашей Солнечной системы особенно много звезд красных карликов, и вокруг многих из них астрономы уже обнаружили экзопланеты. Таким образом, наш ближайший звездный сосед, Проксима Центавра, находящаяся на расстоянии четырех световых лет, имеет то же значение, что и три планеты. Они наши ближайшие соседи по экзопланете.

Такой красный карлик, как звезда Тигардена, находится в двенадцати световых годах от нас вокруг нее вращаются два спутника размером примерно с Землю. Кроме того, вокруг звезды на расстоянии около 40 световых лет можно найти сразу семь похожих на Землю планет земной группы TRAPPIST-1.

Красный карлик звезда Барнарда находится в шести световых годах от нас, что делает его ближайшей к Солнцу одиночной звездой — только тройная система Проксима- / Альфа-Центавра находится ближе. В 2018 году астрономы обнаружили у звезды Барнарда периодически повторяющийся сдвиг в спектре света, который они описали как Сигнал суперземли интерпретируется с орбитальным периодом около 233 дней. Однако дальнейшие наблюдения не смогли однозначно подтвердить это открытие.

Вот почему команда под руководством Хоная Гонсалеса Эрнандеса (Jonay González Hernández) из Астрофизического института Канарских островов теперь еще раз внимательно изучила звезду Барнарда. Для этого они наблюдали близлежащий красный карлик в период с 2019 года по июль 2023 года с помощью спектрографа высокого разрешения ЭСПРЕССО на "Очень большом телескопе" (Very Large Telescope, VLT) Европейской Южной Обсерватории и двух других спектрографах. Используя их, они искали в спектре света звезды характерные сдвиги, указывающие на гравитационное влияние планеты.

Фактически, астрономы нашли выход: они определили сразу четыре разные планеты-кандидата, вращающиеся вокруг звезды Барнарда по близким орбитам. Безусловно, самый четкий сигнал показал период повторения 3,15 дня и был обнаружен всеми тремя спектрографами.

"Несомненно, мы классифицируем этот сигнал как сигнал планеты", — пишут Гонсалес Эрнандес и его команда.

Астрономы определили, что экзопланета, получившая название Barnard b, вероятно, является планетой земной группы и примерно на треть тяжелее Земли.

"Это делает Barnard b одной из самых маломассивных известных экзопланет и одной из немногих, масса которых меньше, чем у Земли", — говорит Гонсалес Эрнандес.

Маленькая планета земной группы вращается вокруг своего красного карлика на расстоянии всего 0,019 астрономических единиц, что составляет одну 20-ю расстояния от Меркурия до Солнца.

Однако небольшая планета земной группы, вероятно, не пригодна для жизни: она вращается слишком далеко внутри, чтобы находиться в обитаемой зоне звезды Барнарда. По оценкам астрономов, средняя температура поверхности на Барнарде в составляет около 125 градусов по Цельсию — следовательно, вода будет испаряться.

Также относительно однозначно провалился поиск Суперземли вокруг звезды Барнарда, постулированный в 2018 году: несмотря на тщательную проверку, Гонсалес Эрнандес и его коллеги не смогли найти сигнал с этой планеты.

"Качество данных о лучевой скорости ЭСПРЕССО должно было позволить нам четко обнаружить сильный сигнал, исходящий от такой планеты", — объясняют астрономы.

Однако это был не тот случай. Команда обнаружила, что спектральные сдвиги, обнаруженные ранее, происходят из-за повторяющихся вспышек звезды.

Таким образом, вместо большой холодной Суперземли ближайшая к Солнцу одиночная звезда в космосе может иметь по крайней мере одну маленькую теплую планету и, возможно, даже еще три каменистые планеты. Они могут вращаться вокруг Красного карлика с орбитальными периодами 2,34 дня, 4,12 дня и 6,74 дня. Однако астрономы пока не могут однозначно подтвердить дальнейшие кандидаты в планеты вокруг звезды Барнарда — окончательные доказательства все еще отсутствуют.

"Чтобы подтвердить наличие такой компактной четырехпланетной системы вокруг звезды Барнарда, нам потребовалось бы еще много наблюдений ЭСПЕССО", — объясняют Гонсалес Эрнандес и его коллеги.

Астрономы надеются, что будущие телескопы, такие как строящийся в Чили Extremely Large Telescope (ELT), облегчат отслеживание этих планет. Если открытия подтвердятся, то только в радиусе шести световых лет от Солнца будет сразу семь маленьких планет земной группы — три вокруг Проксимы Центавра и четыре вокруг звезды Барнарда.

фото: из Викисклада, хранилища свободных медиафайлов

Уточнения

Звезда́ Ба́рнарда — одиночная звезда в созвездии Змееносца. Находится на расстоянии 1,828 пк (5,96 светового года) от Солнца, то есть это одна из ближайших звезд к Солнечной системе (ближе только три звезды, составляющие систему Альфа Центавра).

Красный карлик — согласно диаграмме Герцшпрунга — Рассела, маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М или поздний К.

TRAPPIST-1 — одиночная звезда, обладающая системой планет, 3 из которых находятся в зоне обитаемости. Находится в созвездии Водолея на расстоянии 39,5 св. года от Солнца. Планетная система открыта в 2016—2017 годах.