|
Суперземля Ross 508b находится в обитаемой зоне красного карлика
|
|
|
|
Первая экзопланета была обнаружена в рамках Стратегической программы Subaru с использованием инфракрасного спектрографа IRD на телескопе Subaru (IRD-SSP). Эта планета, Росс 508b, представляет собой суперземлю с массой примерно в четыре раза больше земной и расположена недалеко от обитаемой зоны. Такая планета может удерживать воду на своей поверхности и станет важной целью будущих наблюдений для проверки возможности жизни вокруг звезд с малой массой. Исследования экзопланет, которые значительно продвинулись в последние годы с момента открытия гигантской планеты вокруг звезды, похожей на наше Солнце, теперь сосредоточены на красных карликах, масса которых меньше массы нашего Солнца. Красные карлики, которые составляют три четверти звезд нашей галактики и существуют в большом количестве в окрестностях нашей Солнечной системы, являются отличными целями для поиска экзопланет по соседству с нами. Открытие таких близлежащих экзопланет с подробными наблюдениями за их атмосферами и поверхностными слоями позволит нам обсудить наличие или отсутствие жизни в средах, которые сильно отличаются от условий нашей Солнечной системы.
|
|
|
|
Однако красные карлики очень тусклые в видимом свете из-за низкой температуры их поверхности — менее 4000 градусов. Предыдущие поиски планет с использованием спектрометров видимого света обнаружили только несколько планет вокруг очень близких красных карликов, таких как Проксима Центавра b. В частности, красные карлики с температурой поверхности ниже 3000 градусов (красные карлики позднего типа) систематически не искали планеты. Транзитный метод, обнаруживающий изменения звездной яркости при прохождении планеты перед звездой, не требует такого количества фотонов, как спектроскопический доплеровский метод, поэтому поиск планет вокруг красных карликов с использованием транзитного метода в последние годы прогрессирует. . Поиск транзитных планет с помощью TESS (спутник для исследования транзитных экзопланет) может обнаруживать планеты земной группы вокруг относительно тяжелых красных карликов (красных карликов раннего типа).
|
|
|
Хотя красные карлики являются важными объектами для изучения жизни во Вселенной, их трудно наблюдать, потому что они слишком слабы в видимом свете. Чтобы решить трудности, связанные со спектроскопическими наблюдениями красных карликов, давно ожидался поиск планет с использованием высокоточного спектрографа в инфракрасном диапазоне, где красные карлики относительно ярки. Например, яркость Солнца, видимого с расстояния 30 световых лет, составляет пять величин в видимом свете и три величины в инфракрасном свете. С другой стороны, самые легкие красные карлики поздних типов очень тусклые в видимом свете с величиной 19, но относительно ярки в инфракрасном диапазоне с величиной 11. Центр астробиологии в Японии успешно разработал IRD (инфракрасный доплеровский прибор), первый в мире высокоточный инфракрасный спектрограф для телескопов 8-метрового класса. IRD, установленный на телескопе Subaru, может обнаруживать мельчайшие колебания скорости звезды, примерно со скоростью идущего человека.
|
|
|
|
Метод транзита может обнаруживать только планеты, орбиты которых проходят вдоль луча зрения, тогда как метод Доплера может обнаруживать планеты независимо от их ориентации относительно небесной плоскости. Это также важный метод, поскольку он может определить «массу» планеты. Стратегическая программа IRD Subaru (IRD-SSP) по поиску планет вокруг красных карликов позднего типа началась в 2019 году. Это первый систематический поиск планет вокруг красных карликов позднего типа и международный проект, в котором участвуют около 100 отечественных и зарубежных исследователей. В течение первых двух лет проводились экранирующие наблюдения для поиска «стабильных» красных карликов с низким уровнем шума, на которых можно обнаружить даже небольшие планеты. Красные карлики обладают высокой поверхностной активностью, такой как вспышки, и эта поверхностная активность может вызывать изменения скорости луча зрения звезды, даже если планет не существует. Поэтому только стабильные красные карлики с низкой поверхностной активностью являются целями при поиске малых планет земного типа.
|
|
|
|
В настоящее время проект находится в стадии интенсивного наблюдения около 50 многообещающих красных карликов поздних типов, которые были тщательно отобраны в ходе скрининга. Первая экзопланета, открытая IRD-SSP, расположена примерно в 37 световых годах от Земли, вокруг красного карлика Росс 508, масса которого составляет пятую часть массы Солнца. Это первая экзопланета, обнаруженная в результате систематического поиска с использованием инфракрасного спектрометра. Чтобы подтвердить, что периодическое колебание Ross 508 действительно связано с планетой, команда IRD-SSP определила несколько индикаторов звездной активности, которые могут давать ложноположительные результаты в отношении планеты (например, изменения звездной яркости и формы некоторых эмиссий). линии) и показали, что период этих индикаторов резко отличается от наблюдаемого планетарного периода. Это более сложная задача, чем использование допплеровского метода для подтверждения планетных кандидатов, о которых ранее сообщалось транзитным методом, но это важный метод для обнаружения нетранзитных планет.
|
|
|
|
Эта планета Росс 508b имеет минимальную массу всего в четыре раза больше массы Земли. Его среднее расстояние от центральной звезды составляет 0,05 расстояния от Земли до Солнца, и он расположен на внутреннем краю обитаемой зоны. Интересно, что планета, скорее всего, будет иметь эллиптическую орбиту, и в этом случае она перейдет в обитаемую зону с периодом обращения около 11 дней. Планеты в обитаемой зоне могут удерживать воду на своей поверхности и могут содержать жизнь. Ross 508b станет важной целью для будущих наблюдений, чтобы проверить возможность обитаемости на планетах вокруг красных карликов. Спектроскопические наблюдения молекул и атомов в атмосфере планеты также важны, в то время как современные телескопы не могут напрямую отображать планету из-за ее близости к центральной звезде. В будущем она станет одной из целей поиска жизни телескопами 30-метрового класса. До сих пор было известно только три планеты, вращающиеся вокруг таких звезд с очень малой массой, включая Проксиму Центавра b. Ожидается, что IRD-SSP продолжит открывать новые планеты.
|
|
|
|
«Росс 508b — это первое успешное обнаружение суперземли с использованием только спектроскопии в ближнем инфракрасном диапазоне. До этого при обнаружении маломассивных планет, таких как суперземли, наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне сами по себе были недостаточно точными, и проверка путем высокоточного измерения лучевой скорости в видимом свете.Это исследование показывает, что только IRD-SSP способен обнаруживать планеты, и ясно демонстрирует преимущество IRD-SSP в его способности искать с высокой точностью даже для красных карликов поздних типов, которые слишком слабы, чтобы их можно было наблюдать в видимом свете», — говорит доктор Хироки Харакава (телескоп NAOJ Subaru), ведущий автор статьи об открытии. «Прошло 14 лет с начала разработки ИКД. Мы продолжили наши разработки и исследования с надеждой найти планету, точно такую же, как Росс 508b. Это открытие стало возможным благодаря высоким инструментальным характеристикам ИКД, большой апертуре ИКД. Subaru Telescope и стратегическая структура наблюдений, которая позволила интенсивно и часто собирать данные. Мы стремимся делать новые открытия». говорит профессор Бунэй Сато (Токийский технологический институт), главный исследователь IRD-SSP.
|
|
|
|
Источник
|
