Обнаружены планета-океан и планета в обитаемой зоне в одной системе

Сравнительно недалеко от нас, в 35 световых годах, расположена любопытная звёздная система, которая обозначена в каталогах как L 98-59. Конечно, до неё очень далеко, но в галактических масштабах это один из ближайших наших соседей, и очень даже примечательный по сравнению с большинством других.

Дело в том, что в системе L 98-59 недавно было обнаружено сразу две новые планеты и теперь их известно аж 5 штук! Причём одна находится в обитаемой зоне, а одна из них может содержать огромное количество воды – планета-океан. И размеры их не очень отличаются от размеров Земли.

Что интересует учёных больше всего при поиске экзопланет? Конечно, им нужно всё подряд, на то они и учёные, но особенно они обращают внимание на такие планеты:

• Которые по массе близки к Земле, то есть гравитация там приемлемая для человека.
• Которые находятся в обитаемой зоне, то есть на таком расстоянии от звезды, чтобы на планете могла существовать жидкая вода. То есть климат там может быть приемлемый для человека при наличии атмосферы.
• Которые проходят транзитом по диску звезды. Это позволяет получить их спектр на фоне звезды и подробнее изучить состав атмосферы и выяснить много других данных.

Так вот, в системе L 98-59 такого добра оказалось много. К слову, изучала её группа астрономов из Института астрофизики и космических исследований университета Порту. Возглавлял исследования Оливье Деманжон. Использовали учёные спектрограф ESPRESSO, а также данные с телескопа TESS и спектрографа HARPS.

Результаты опубликовали в журнале «Astronomy & Astrophysics». Так что всё это довольно серьёзно и без шуток. Но что же теперь известно про эту систему?

В центре её находится красный карлик спектрального класса M2, втрое меньше и легче нашего Солнца, и холоднее – температура его поверхности составляет 3426К. Света он излучает в 100 раз меньше Солнца, но при этом такие красные карлики дают много инфракрасного излучения. Кстати, звезда находится в созвездии Летучей Рыбы и имеет яркость 11.7 звёздной величины.

У этого красного карлика в 2019 году были открыты сразу 3 экзопланеты. Что особенно интересно – они все каменистые и с радиусами от 0.8 до 1.6 земных.

В новом исследовании учёные открыли ещё одну, четвёртую планету. Она гораздо тяжелее – 3.06 земных масс, а оборот вокруг звезды она делает всего за 12.79 земных дней. Эта планета оказалась нетранзитной, то есть с Земли мы не видим её прохождения по диску звезды.

Но и это ещё не всё – учёные открыли и ещё одну, пятую планету в этой системе, и она самая интересная. Ведь эта планета находится в самом центре обитаемой зоны! Её масса в 2.46 раз больше земной, а полный оборот по орбите она совершает за 23.15 дней.

Заметим, что у красных карликов обитаемая зона находится гораздо ближе к звезде, и планеты «прижаты» к ней теснее. Ведь они светят гораздо слабее даже нашего Солнца, и масса у них намного меньше. Поэтому такие системы очень компактные.

Эта инфографика показывает сравнение системы экзопланет L 98-59 (вверху) с частью внутренней Солнечной системы (Меркурий, Венера и Земля), подчеркивая сходство между ними. L 98-59 содержит четыре подтвержденные скалистые планеты (отмечены цветом на верхней панели). Ближайшая к звезде планета имеет примерно половину массы Венеры, что делает ее самой легкой экзопланетой, когда-либо обнаруженной с помощью метода радиальной скорости. До 30% массы третьей планеты может составлять вода, что делает ее океаническим миром. Существование четвертой планеты подтверждено, но ученые пока не знают ее массы и радиуса (ее возможный размер обозначен пунктирной линией).

Команда также нашла намеки на потенциальную пятую планету, самую удаленную от звезды, хотя мало что знает о ней. Если это подтвердится, она будет находиться в обитаемой зоне системы, где на ее поверхности может существовать жидкая вода. Расстояния от звезд и между планетами в инфографике не соответствуют масштабу. Диаграмма была масштабирована таким образом, чтобы обитаемая зона как в Солнечной системе, так и в L 98-59 совпадала. Как указано в инфографике, которая включает температурную шкалу (в Кельвинах), Земля и пятая (неподтвержденная) планета в L 98-59 получают одинаковое количество света и тепла от своих звезд. Предполагая, что их атмосферы похожи, эта пятая планета будет иметь среднюю температуру поверхности, аналогичную Земной, и жидкую воду на своей поверхности.

Учёные провели и другие исследования по этой системе. Они установили, что планеты L 98-59b и L 98-59с имеют плотность 3.6 и 4.57 г/см³, то есть не сильно отличаются по составу. Они, вероятно, имеют железосодержащее ядро, которое имеет 12-14% от общей массы планет, а воды на них мало.

Ещё один интересный факт – планета L 98-59b вдвое легче Венеры, и это самая лёгкая планета, которую открыли с помощью метода лучевых скоростей.

Что касается планеты L 98-59d, то её плотность составляет всего 2.95 г/см3. Вероятно, 30% её массы занимает вода, и это настоящая планета-океан.

Вот такая вот интересная система L 98-59, в которой уже известно целых 5 каменистых планет, одна из которых может считаться даже потенциально обитаемой. Эта система на данный момент уникальны, так как позволяют учёным изучать и сравнивать разные каменистые планеты, которые расположены у одной звезды.

Эта система будет одним из приоритетных объектов для космического телескопа «Джеймс Уэбб», когда его запустят. Так что мы ещё узнаем о ней немало интересного.