В результате наблюдательной кампании «Бледно-Красная Точка» у звезды Проксима Центавра найдена планета земной массы

Используя телескопы ESO и другие инструменты, астрономы получили несомненные доказательства существования планеты у ближайшей к Земле звезды – Проксимы Центавра. Это давно уже разыскивавшееся небесное тело, обозначаемое Proxima b, совершает оборот вокруг своей холодной красной звезды за 11 дней. Температура на его поверхности пригодна для существования воды. Планета относится к разряду каменных и немного превосходит Землю по массе. Это самая близкая к нам экзопланета и, возможно, ближайшее к Солнечной системе небесное тело, на котором может существовать жизнь. Сообщение об этом эпохальном открытии публикуется в журнале Nature 25 августа 2016 г.

На расстоянии чуть больше четырех световых лет от Солнечной системы находится красная карликовая звезда Проксима Центавра (Proxima Centauri) – ближайшая к Земле звезда. Это холодное светило в созвездии Центавра слишком тусклое, чтобы его можно было видеть невооруженным глазом. Оно расположено по соседству с гораздо более яркой двойной звездой альфа Центавра AB.

В первом полугодии 2016 года Проксима регулярно наблюдалась со спектрографом HARPS на 3.6-метровом телескопе ESO обсерватории Ла Силья в Чили. Одновременно проводился ее мониторинг и на других телескопах по всему миру. Эту масштабную наблюдательную кампанию, получившую название «Бледно-красная точка» (Pale Red Dot), проводила группа астрономов под руководством Гиллема Англада-Эскуде (Guillem Anglada-Escud?) из Университета Королевы Марии в Лондоне (Queen Mary University). Ученые искали планету методом лучевых скоростей, то есть пытались зарегистрировать мельчайшие периодические смещения звезды от Земли и к Земле, вызванные гравитационным притяжением обращающейся вокруг звезды планеты.

Так как кампания вызвала широкий общественный интерес, с середины января до апреля 2016 года ее ход отображался в открытом доступе на веб-сайте Pale Red Dot и в социальных сетях. Сообщения о ходе наблюдений сопровождались множеством научно-популярных статей, писавшихся учеными разных стран.

Гиллем Англада-Эскуде так говорит об истории этого уникального научного поиска: “Первые признаки существования планеты были замечены еще в 2013 году, но они были не вполне убедительными. С тех пор мы много и напряженно работали над решением этой задачи в кооперации с ESO и другими институтами. Последняя стадия кампании Pale Red Dot была спланирована примерно на два года”.

В результате объединения данных кампании Pale Red Dot с результатами более ранних наблюдений, выполненных в обсерваториях ESO и на других телескопах, было с определенностью установлено, что Проксима Центавра периодически то движется по направлению к Земле, то удаляется от нее со скоростью около 5 км/ч (то есть, со скоростью пешехода). Период цикла изменений скорости составляет 11.2 дня. Тщательный анализ слабых доплеровских смещений линий в спектре звезды позволяет заключить, что эти смещения вызваны присутствием планеты с массой не менее 1.3 массы Земли, обращающейся вокруг Проксимы на расстоянии около 7 миллионов километров — всего 5% расстояния между Землей и Солнцем.

Гиллем Англада-Эскуде рассказывает о возбуждении, в котором находились наблюдатели на протяжении последних нескольких месяцев: “Каждый день на протяжении всех 60 суток наблюдательной кампании Pale Red Dot я проверял соответствие между получаемыми данными и моделью. Первые 10 наблюдений были обнадеживающими, 20 подтверждали ожидания, а после 30 дней результат можно было назвать полностью подтвержденным. Мы начали готовить данные к публикации”.

Красные карлики, каким является и Проксима – активные звезды. Их блеск и спектральные характеристики могут меняться, и эту переменность можно принять за присутствие планеты. Чтобы исключить эту возможность, наблюдатели постоянно отслеживали переменность блеска звезды с большой точностью, используя при этом телескоп ASH2 обсерватории San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory в Чили и сеть телескопов обсерватории Las Cumbres. Данные о лучевых скоростях, полученные в периоды вспышечной активности звезды, были исключены из рассмотрения.

Планета Proxima b находится гораздо ближе к своей материнской звезде, чем Меркурий к Солнцу, но и сама Проксима гораздо тусклее Солнца. Поэтому получается, что Proxima b попадает внутрь зоны обитания своей звезды. По оценкам, температура на ее поверхности позволяет существовать воде в жидком состоянии.

Однако, несмотря на умеренные условия на поверхности планеты Proxima b, во время вспышек материнской звезды она может подвергаться интенсивному ультрафиолетовому и рентгеновскому облучению, гораздо более сильному, чем то, которым Солнце облучает Землю.

За открытием новой планеты последуют новые расширенные ее наблюдения как с существующими инструментами, так и со следующим поколением гигантских телескопов, таких, как E-ELT (Европейский Чрезвычайно Большой Телескоп). Proxima b станет первоочередной мишенью для поисков жизни во Вселенной. Система Альфа Центавра является и проектируемой целью первой попытки человечества достичь другой звезды — проекта StarShot.

В заключение Гиллем Англада-Эскуде говорит: “Открыто уже много экзопланет, и еще гораздо больше их предстоит открыть. Но поиски ближайшего возможного аналога Земли и успех этих поисков стали для всех нас главным достижением в жизни. В этом открытии сошлись усилия многих и многих людей, и полученный результат – заслуга их всех. Теперь впереди следующий этап работы – поиски жизни на планете Proxima b…”

Примечания:

Кроме данных, полученных в ходе последнего этапа кампании Pale Red Dot, в статье отражен вклад ученых, много лет наблюдавших звезду Proxima Centauri. В их числе участники первоначальной программы UVES/ESO наблюдений карликовых звезд класса M Мартин Кюрстер (Martin K?rster) и Михаэль Эндль (Michael Endl), а также такие пионеры в области поисков экзопланет, как Р.Пол Батлер (R. Paul Butler). В работу вошли также многолетние наблюдения, проводившиеся группой HARPS/Geneva.

Название «Бледно-красная точка» (Pale Red Dot) отсылает к знаменитому выражению Карла Сагана (Carl Sagan) «бледно-голубая точка» (pale blue dot) – так известный астроном и популяризатор науки описывал вид Земли из далекого космоса. Проксима является красным карликом, поэтому планета, вращающаяся вокруг нее, должна иметь красный оттенок.

Открытие, о котором сообщает этот релиз, было технически возможно уже 10 лет назад. Ранее уже регистрировались сигналы с более слабыми амплитудами, чем в данном случае. Однако, следует помнить, что звезды вовсе не являются идеальными газовыми шарами. Проксима Центавра — активная звезда. Поэтому регистрация планеты Proxima b стала возможной только после того, как на основе длительного мониторинга при помощи фотометрических телескопов было достигнуто понимание всех деталей переменности блеска ее родительской звезды на временных шкалах от минут до десятилетия.

Реальная возможность существования воды и тем более форм жизни земного типа на таких планетах, как Proxima b, является предметом оживленных, но главным образом теоретических дебатов. Основные возражения против возможности существования жизни связаны в этом случае с близостью планеты к звезде. Например, в результате действия гравитационных сил планета, вероятно, будет повернута к светилу постоянно одной и той же стороной, а другое ее полушарие будет погружено в вечный мрак. Атмосфера планеты может подвергаться постепенному испарению или иметь более сложный химический состав, чем на Земле, из-за сильного ультарфиолетового и рентгеновского облучения, в особенности в течение первого миллиарда лет существования звезды. Ни один из этих аргументов, впрочем, не является окончательным, и их подтверждение вряд ли возможно до тех пор пока не будут получены прямые наблюдательные характеристики атмосферы планеты. Те же соображения оносятся и к планетам, недавно обнаруженным вокруг звезды TRAPPIST-1.

Некоторые методы изучения атмосфер планет основаны на наблюдениях прохождения планеты на луче зрения по диску звезды и прохождения излучения звезды через атмосферу планеты. В настоящее время нет никаких свидетельств прохождений планеты Proxima b по диску ее материнской звезды, и вероятность обнаружения таких прохождений мала. Тем не менее, продолжаются наблюдения с целью проверки такой возможности.
www.eso.org/pub…

Твоим друзьям это понравится!