|
Обнаружена ранее скрытая планета в обитаемой зоне
|
|
|
|
Исследователи, использующие космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) и телескоп обсерватории Апачи Пойнт (APO), обнаружили новую планету, вращающуюся в пределах обитаемой зоны звезды Кеплер 51. Предыдущее сканирование удаленной системы выявило на орбите звезды три “сверхплотные” планеты с низкой плотностью, названные Kepler-51a, Kepler-51b и Kepler-51c. Недавно открытая планета Kepler-51e является первой планетой, обнаруженной на орбите в пределах обитаемой зоны звезды.
|
|
|
|
“Орбита Kepler-51e немного больше орбиты Венеры и находится как раз внутри обитаемой зоны звезды”, - объяснила Джессика Либби-Робертс, научный сотрудник Центра экзопланет и обитаемых миров Пенсильванского университета и соавтор статьи, в которой подробно описывается открытие.
|
|
|
|
Хотя расстояние в 2556 световых лет между Kepler-51e и Землей затрудняет изучение, команда считает, что поиск планеты исключительно благодаря ее гравитационному воздействию на наблюдаемые планеты может предложить новый метод определения местоположения экзопланет, на которых может существовать жизнь.
|
|
Открытие планеты в обитаемой зоне космическим телескопом Джеймса Уэбба было случайностью
|
|
|
|
Примечательно, что исследователи, создавшие недавно обнаруженную планету, говорят, что их открытие было случайным. Первоначально они планировали изучить и дополнительно охарактеризовать свойства Kepler 51-a с помощью JWST и APO, но их цель не появилась в то время, которое предсказывало их моделирование.
|
|
|
|
|
|
|
“Прошло 2 часа ночи, затем 3, а мы все еще не наблюдали изменения яркости звезды с помощью APO”, - сказала Либби-Робертс. “После тщательного повторного прогона наших моделей и тщательного изучения данных мы обнаружили небольшое падение яркости звезды сразу же, как только начали наблюдать с помощью APO, что в конечном итоге стало началом транзита - на 2 часа раньше, что значительно превышает 15—минутный диапазон неопределенности наших моделей!”
|
|
|
|
“Слава богу, мы начали наблюдения на несколько часов раньше, чтобы установить исходную точку”, - добавила Лилли-Робертс. Тем не менее, появление Kepler-51d на несколько часов раньше, чем предсказывали их модели, поставило команду перед проблемой: им нужно было выяснить, почему это произошло с опозданием.
|
|
|
|
По словам Кенто Масуды, адъюнкт-профессора наук о Земле и космосе в Университете Осаки и соавтора статьи, команда была “действительно озадачена ранним появлением Kepler-51d”. Более того, Масуда говорит, что никакая точная настройка трехпланетной модели не смогла бы объяснить такое большое расхождение.
|
|
|
|
После проведения различных симуляций команда обнаружила, что три известные планеты, должно быть, испытывают гравитационное воздействие со стороны чего-то еще внутри системы. В то время как некоторые модели отдавали предпочтение четвертой планете, которая была массивнее остальных и вращалась на гораздо большем расстоянии, модель, которая наилучшим образом соответствовала их показаниям, поместила новую планету как раз в дугу обитаемой зоны звезды.
|
|
|
|
“Мы провели так называемый поиск методом ”грубой силы", протестировав множество различных комбинаций свойств планет, чтобы найти модель с четырьмя планетами, которая объясняет все данные о транзите, собранные за последние 14 лет", - сказал Масуда. “Мы обнаружили, что сигнал лучше всего объясняется, если Kepler-51e имеет массу, аналогичную массе трех других планет, и движется по довольно круговой орбите продолжительностью около 264 дней — чего мы и ожидали бы, основываясь на других планетных системах”.
|
|
|
|
“Это первая планета, обнаруженная с помощью временных вариаций прохождения с использованием JWST”, - добавила Масуда.
|
|
|
|
Находка открывает новые вопросы о системе Кеплер-51
|
|
|
|
Хотя обнаружение планеты в пределах обитаемой зоны звезды открывает заманчивую возможность обнаружения жизни за пределами Земли, это также ставит перед исследовательской группой новые загадки, требующие объяснения. Это связано с тем, что ранее открытые планеты были чрезвычайно большими, но имели низкую плотность, за что их прозвали “суперсладкими” или “сладкой ватой”.
|
|
|
|
“Три ранее известные планеты, вращающиеся вокруг звезды Кеплер-51, размером примерно с Сатурн, но лишь в несколько раз превышают массу Земли, что приводит к плотности, подобной сахарной вате”, - объяснила Либби-Робертс. “Мы думаем, что у них крошечные ядра и огромные атмосферы из водорода или гелия, но как образовались эти странные планеты и как их атмосферы не были разрушены интенсивным излучением их молодой звезды, остается загадкой”.
|
|
|
|
“Мы планировали использовать JWST для изучения одной из этих планет, чтобы помочь ответить на эти вопросы, но теперь нам нужно объяснить существование четвертой планеты с малой массой в системе!” Добавила Либби-Робертс.
|
|
|
|
Команда ученых говорит, что планеты со сверхмалыми размерами “довольно редки”. По словам авторов исследования, обнаружение трех из них в одной системе всегда считалось необычным, поскольку они, как правило, являются единственными в своем роде в пределах планетной системы.
|
|
|
|
“Если попытка объяснить, как в одной системе образовались три супер-облака, оказалась недостаточно сложной, то теперь мы должны объяснить существование четвертой планеты, - сказала Лилли Робертс, - независимо от того, является ли это супер-облако или нет. И мы также не можем исключить наличие дополнительных планет в системе”.
|
|
Поиск Планет, На Которых Потенциально Могла Бы Существовать Жизнь
|
|
|
|
Затем команда говорит, что надеется уточнить свои расчеты с помощью дополнительных наблюдений, чтобы лучше охарактеризовать размер и орбиту Kepler-51e. Поскольку планета, по-видимому, не проходит через свою звезду, как другие известные планеты системы, исследователям придется полагаться на расчеты ее гравитационного воздействия на планеты, которые они могут видеть. Это включает в себя поиск расхождений во времени прохождения этих планет.
|
|
|
|
По словам Либби-Робертс, команда также надеется заглянуть еще дальше от звезды-хозяина, на случай, если еще больше скрытых планет ждут своего открытия. “За пределами этого расстояния может быть гораздо больше, если мы потратим время на поиски”, - сказала она.
|
|
|
|
В заключении исследования авторы отмечают, что понимание динамики планет в системе Kepler-51 не только поможет понять планеты, похожие на сахарную вату, но и усовершенствует процесс поиска планет в пределах обитаемой зоны звезды, где могла бы существовать жизнь.
|
|
|
|
“Продолжение изучения вариаций времени прохождения орбиты может помочь нам обнаружить планеты, которые находятся дальше от своих звезд, и может помочь в наших поисках планет, которые потенциально могут поддерживать жизнь”, - сказала Либби-Робертс.
|
|
|
|
Источник
|
