Возможно, был найден похожий на Землю мир, покрытый бушующими вулканами

Астрономы обнаружили планету на расстоянии всего 87 световых лет от нас, почти такого же размера, как Земля, которая вращается вокруг своей звезды на расстоянии, которое не поджаривается и не замерзает.

Звучит идеально для Земли 2.0, верно? Не так быстро. Экзопланета, известная как LP 791-18d, была настолько далеко сдвинута с ровной круговой орбиты другой планетой, что ее внутренности, вероятно, представляют собой бурлящую горячую массу, которая извергается с ее поверхности в виде бушующих вулканов.

Даже если это не совсем обычное открытие, оно может помочь астрономам лучше понять, как возникают пригодные для жизни условия на планетах земного типа.

«LP 791-18d заблокирована приливом, а это означает, что одна и та же сторона постоянно обращена к ней. звезды», — говорит астроном Бьорн Беннеке из Университета Монреаля в Канаде.

«На дневной стороне, вероятно, будет слишком жарко, чтобы на поверхности могла существовать жидкая вода. над планетой может поддерживаться атмосфера, которая может позволить воде конденсироваться на ночной стороне».

LP 791-18 — это крошечный холодный красный карлик, масса которого составляет всего 14 процентов, а масса — 17 процентов. радиус Солнца. В 2019 году астрономы обнаружили, что здесь находятся две экзопланеты; суперземля по имени LP 791-18b, масса которой в 1,46 раза больше массы Земли, и обращение на орбите 0,94 дня, и мини-Нептун по имени LP 791-18c, масса которого примерно в 6 раз превышает массу Земли, а орбита 4,99 дня.

Поскольку эта звезда является одной из самых крутых среди известных экзопланет, группа под руководством астронома Меррина Петерсона из Монреальского университета использовала инфракрасный космический телескоп Spitzer, чтобы в течение 127 часов почти непрерывно наблюдения за звездой. Там они увидели слабые провалы в звездном свете, называемые транзитами, которые не были вызваны ни LP 791-18b, ни Lp 791-18c, когда они вращались между нами и звездой.

Это предполагало присутствие третьего, ранее неизвестный мир. После наблюдений с наземных телескопов исследователи подтвердили присутствие LP 791-18d, экзопланеты с тактовой частотой в 1,03 раза больше радиуса и в 0,9 раза больше массы Земли, на орбите 2,753 дня вокруг звезды. p>

Это намного ближе, чем Земля к Солнцу, но LP 791-18 также намного холоднее, а это означает, что недавно обнаруженная экзопланета все еще находится в обитаемой зоне звезды, области космоса на расстоянии от звезды. что теоретически допускает наличие жидкой воды на поверхности. Вода не настолько горячая, чтобы выкипать, и не настолько холодная, чтобы замерзать.

Однако такая близость создает другую проблему. Вращение экзопланеты «привязывается» к тому же периоду, что и ее орбита; по сути, одна и та же сторона мира всегда обращена к звезде, как одна сторона Луны всегда обращена к Земле. В случае с LP 791-18d эта «приливная блокировка» означает, что одна сторона всегда находится в палящем дневном свете, а другая — в вечной ночи.

Команда зафиксировала в общей сложности 72 транзита — 43 транзита от LP. 791-18d и 29 транзитов от мини-Нептуна LP 791-18c. Это позволило им измерить нечто, называемое вариациями времени транзита, которое возникает, когда гравитационные взаимодействия между экзопланетами вызывают небольшие вариации времени их транзита.

В свою очередь, исследователи могли рассчитать массу мини-Нептуна с большей точность, определяя, что это было эквивалентно 7,1 Земли. И они также узнали, что две экзопланеты проходят так близко друг к другу на своих орбитальных путях, что мини-Нептун вытягивает меньший мир на отчетливо эллиптическую орбиту. Это означает, что по мере того, как LP 791-18d приближается и удаляется от звезды, меняющаяся гравитация растягивает и сжимает планету, нагревая ее изнутри.

Этот внутренний нагрев может проявляться в виде вулканической активности, которая может быть видимым как плотная атмосфера. Измерение его с помощью обсерватории, такой как космический телескоп Джеймса Уэбба, может дать некоторое представление о том, как планеты, такие как Земля или Венера, — обе вулканически активные, но пошедшие по совершенно разным эволюционным путям — заканчивают тем, чем они являются.

» Большой вопрос в астробиологии, области, которая широко изучает происхождение жизни на Земле и за ее пределами, заключается в том, необходима ли тектоническая или вулканическая активность для жизни», – говорит астрофизик Джесси Кристиансен из Калифорнийского технологического института.

«В дополнение к потенциальному созданию атмосферы эти процессы могут взбалтывать материалы, которые в противном случае опустились бы вниз и застряли в земной коре, в том числе те, которые, по нашему мнению, важны для жизни, такие как углерод».

Открытие демонстрирует насколько сложной может быть обитаемость, и важность комплексного изучения каждой планетной системы. Уже недостаточно найти мир размером с Землю в умеренной зоне своей звезды. Влияние других миров в системе также необходимо тщательно учитывать.

И важно продолжать находить и описывать эти миры, вне зависимости от того, пригодны они для жизни или нет. Они показывают нам, какой широкий спектр результатов возможен для экзопланет, которые якобы похожи на Землю, и оценивают вероятность обитаемых условий в более широкой галактике.

«Это открытие — лишь первый шаг», — говорит астроном Карен Коллинз из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

«Благодаря возможности продолжить изучение этой планеты с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, мы сможем уточнить наши наблюдения и узнать больше о атмосфера планеты, вероятно, питается вулканами. Будущие открытия помогут нам понять, как ингредиенты жизни могли появиться в других мирах, кроме нашего».

Исследование опубликовано в Nature.