696
Уявіть сусідню планету, яка майже повторює умови освітлення Землі, але купається не в м’якому сонячному сяйві, а в потужному радіаційному вітрі червоного карлика. Саме такою загадкою стала нова екзопланета GJ 3378b, про яку розповідає команда астрономів у публікації в The Astrophysical Journal.
Вона обертається всього за 25 світлових років від нас — за космічними мірками це буквально «по сусідству» — і отримує близько 90% випромінювання, яке Земля отримує від Сонця. Але поки вчені намагаються відповісти на головне запитання: чи зуміла ця суперземля зберегти атмосферу під ударами шаленого зоряного вітру.
Що відомо коротко
- GJ 3378b розташована на відстані приблизно 25 світлових років від Землі, у сузір’ї Жирафи.
- Планета обертається навколо тьмяного червоного карлика у зоні, де можливе існування рідкої води.
- Її маса становить близько 2,3 маси Землі, що робить її ймовірною кам’янистою «суперземлею».
- Орбітальний період — лише 21 день, але при цьому планета отримує ~90% енергії, яку Земля отримує від Сонця.
- Через сильні радіаційні вітри червоного карлика невідомо, чи зберегла GJ 3378b атмосферу і чи може бути придатною для життя.
Чому ця планета така особлива
На перший погляд GJ 3378b нічим не відрізняється від багатьох інших екзопланет біля червоних карликів. Але є два моменти, які роблять її особливо цікавою. По-перше, вона дуже близько до нас, тобто це один з найближчих потенційно придатних для життя світів. По-друге, умови освітлення на ній дивовижно схожі на земні.
Астроном Пол Робертсон (Paul Robertson) порівнює це з космічним «солодким місцем»: GJ 3378b отримує близько 90% тієї енергії, що й наша планета. Якщо уявити, що Землю трохи зрушили б ближче до Сонця, але не настільки, щоб вона перетворилася на Венеру, ми б опинилися в ситуації, подібній до умов цієї суперземлі.
І водночас планета живе під «душем» із заряджених частинок і випромінювання, які викидає її червоний карлик. Це як жити в ідеальному будинку… але прямо під злітною смугою аеропорту, де над дахом постійно прориваються ревучі літаки.
Як астрономи побачили невидиму планету
GJ 3378b навіть не проходить перед своєю зорею з нашої точки зору, тобто ми не бачимо, як вона затуляє її світло. Замість «силуету» вчені помітили гравітаційний слід планети. Вона настільки сильно тягне на себе зорю, що та буквально «хитається» навколо спільного центру мас.
Це хитання видає себе через ефект Доплера: коли зоря рухається до нас, її світло трохи зміщується в бік синьої частини спектра, а коли від нас — у бік червоної. Вимірюючи ці ледь помітні зміни довжин хвиль, астрономи й вирахували наявність та характеристики планети.
Початкові спостереження французьких астрономів за допомогою телескопа Канада–Франція–Гаваї показали, що маса GJ 3378b становить близько 5,26 маси Землі — це вже натяк на «міні-Нептун», тобто переважно газовий світ. Але команда Робертсона, використавши ще два телескопи, змогла уточнити дані: реальна маса — лише 2,3 земних маси, а це вже значно більше схоже на кам’янисту суперземлю.
Те саме сталося й з орбітою: замість 25 днів планета робить оберт за зорею за 21 день. Це означає, що вона розташована трохи ближче до свого світила, ніж вважалося спочатку, і якраз потрапляє в зону, де за наявності атмосфери на поверхні могла б існувати рідка вода.
Життя між «солодким місцем» і радіаційною бурею
Головний парадокс GJ 3378b у тому, що з точки зору енергії зірки вона майже ідеальна: не надто спекотно, не надто холодно. Але її зоря — червоний карлик, а це не спокійне Сонце, а радше компактна, але дуже нервова свіча, що часто вибухає спалахами та викидає потоки заряджених частинок.
Такі зоряні вітри можуть зривати атмосферу з планет, «обчищаючи» їхню поверхню до голого каменю. GJ 3378b, за оцінками дослідників, перебуває прямо на межі зони, де планети піддаються найжорстокішому радіаційному бомбардуванню. Це дає надію, що вона могла уникнути найгіршого сценарію й усе ж зберегти газову оболонку.
Проблема в тому, що сучасні інструменти не дозволяють перевірити це безпосередньо. Космічний телескоп Джеймса Вебба досліджує атмосфери скелястих планет біля червоних карликів методом транзитної спектроскопії, коли планета проходить на тлі диска зорі, а її атмосфера залишає характерні «тіні» у спектрі світла. Але GJ 3378b не транзитує свою зорю, тому цей метод тут не працює.
Щоб дізнатися, чи є там атмосфера і, можливо, навіть сліди життя, астрономам, ймовірно, доведеться чекати на запуск майбутньої обсерваторії Habitable Worlds Observatory, який зараз прогнозують на 2040-ті роки.
Чому ця суперземля важлива для пошуку життя
Астроном Майкл Ендл (Michael Endl) з Техаського університету в Остіні наголошує, що кінцева мета — біосигнатури, тобто хімічні ознаки, які вказують на наявність життя. Для цього спершу потрібно скласти «карту» найближчих планет, схожих на Землю, — тих, на яких у майбутньому можна буде шукати такі ознаки.
GJ 3378b чудово вписується саме в цю місію. Вона близько до нас, достатньо схожа на Землю за масою та отримуваною енергією від зорі, і, можливо, ще й зберегла атмосферу. Саме такі світи стануть першими кандидатами для детального «біологічного» огляду, коли з’являться достатньо потужні телескопи.
Ендл називає теперішній етап «розвідкою нашого космічного району»: ми поки що тільки знайомимося з найближчими зорями та їхніми планетами, намагаючись зрозуміти, які з них можуть бути гостинними для життя.
FAQ
Чи доведено, що GJ 3378b придатна для життя?
Ні. Наразі відомі лише маса та орбіта планети. Вчені не знають, чи має вона атмосферу, океани або поверхню, схожу на земну. Йдеться лише про те, що її умови освітлення та маса виглядають сприятливими, якщо атмосфера все ж існує.
Чому не можна просто виміряти атмосферу зараз?
Для більшості близьких екзопланет астрономи використовують транзитну спектроскопію, але GJ 3378b не проходить на тлі своєї зорі відносно Землі. Тому James Webb не може «просвітити» її атмосферу. Потрібні будуть нові, більш потужні телескопи з іншими методами спостережень.
Чим ця планета відрізняється від інших суперземель біля червоних карликів?
Поєднання відносної близькості до Землі, маси близько 2,3 земних і потоку енергії, дуже схожого на наш, робить її одним із найперспективніших кандидатів для подальшого вивчення. Багато інших суперземель або надто гарячі, або надто далекі, або явно газові.
Коли ми зможемо дізнатися, чи є там життя?
Це питання, ймовірно, на десятиліття. Лише після запуску таких проєктів, як Habitable Worlds Observatory, а також появи нових методів спостережень, у вчених з’явиться
Поруч із Сонцем знайшли суперземлю майже з земними умовами з’явилася спочатку на Цікавості.
