«Холодный Нептун» и две супер-Земли найдены на орбитах близлежащих звезд!

«Холодный Нептун» и два потенциально обитаемых мира являются частью тайника из пяти недавно обнаруженных экзопланет и восьми кандидатов в экзопланеты. Они обнаружены на орбитах близлежащих красных карликов, о которых сообщается в серии дополнений к Астрофизическому журналу группой под руководством Фабо Фенга и Пола Карнеги.

Две потенциально обитаемые планеты вращаются вокруг звезд GJ180 и GJ229A, которые находятся недалеко от нашего Солнца, что делает их основными целями для наблюдений с помощью космических и наземных телескопов следующего поколения. Оба объекта являются суперземлями - они по крайней мере в 7,5 и 7,9 раз превышающими массу нашей планеты и имеют орбитальные периоды в 106 и 122 дня соответственно.

Планета с массой Нептуна, обнаруженная на орбите GJ433 на расстоянии, на котором, вероятно, будет замерзать поверхностная вода. Это вероятно первая в своем роде планета, которая является реалистичным кандидатом для будущего прямого исследования.

«GJ 433 d - самая близкая, самая большая и самая холодная подобная Нептуну планета, когда-либо обнаруженная», добавил Фабо.

Новооткрытые миры были открыты с использованием метода радиальной скорости для нахождения планет, который использует тот факт, что гравитация звезды не только влияет на планету, вращающуюся вокруг нее, но гравитация планеты также влияет на звезду в свою очередь. Это создает крошечные колебания орбиты звезды, которые можно обнаружить с помощью современных инструментов. Из-за своей небольшой массы красные карлики являются основным классом звезд, вокруг которых планеты земной массы могут быть найдены с использованием этой техники.

Более холодные и небольшие, по сравнению с нашим Солнцем, красные карлики, также называемые М-карликами, являются наиболее распространенными звездами в галактике и основным классом звезд, о которых известно, что они являются носителями экзопланет. Более того, по сравнению с другими типами звезд, красные карлики могут размещать планеты с правильной температурой, т.е. чтобы жидкая вода находилась на их поверхности, но на гораздо более близких орбитах к звезде, чем те, которые находятся в этой так называемой «обитаемой зоне» вокруг других типов звезд.

«Многие планеты, которые вращаются вокруг красных карликов в обитаемой зоне, имеют приливную блокировку, что означает, что период их обращения вокруг своих осей, совпадает с периодом, в котором они вращаются вокруг своей ведущей звезды. Это похоже на то, как наша Луна приливно привязана с Землей, что означает, что мы всегда видим только одну ее сторону. В результате эти экзопланеты представляют собой очень холодную постоянную ночь с одной стороны и очень жаркий постоянный день с другой - они не годятся для обитаемости», - объяснил ведущий автор Фэнг, «GJ180d - это ближайшая к нам умеренная супер-Земля, которая не имеет приливной привязанности к своей звезде, что, вероятно, повышает вероятность того, что она сможет иметь и поддерживать жизнь».

Другая потенциально обитаемая планета, GJ229Ac, является ближайшей к нам умеренной суперземлей, расположенной в системе, в которой звезда-хозяин имеет спутника - коричневого карлика. Иногда их называют неудачными звездами, коричневые карлики не способны выдержать синтез водорода, но эта планетная система является идеальным примером для изучения того, как экзопланеты образуются и развиваются в двойной системе двойных коричневых карликов.

«Наше открытие добавляет к списку планеты, которые могут быть непосредственно запечатлены телескопами следующего поколения», - сказал Фэнг. «В конечном счете, мы работаем над тем, чтобы определить, есть ли на планетах, вращающихся вокруг соседних звезд, жизнь».

«В конечном итоге мы хотим построить карту всех планет, вращающихся вокруг ближайших звезд к нашей Солнечной системы, особенно тех, которые потенциально пригодны для обитания», - добавил соавтор Карнеги Джефф Крейн.

Эта исследовательская работа содержит отобранные и повторно проанализированные данные ультрафиолетового и визуального спектрографического обследования Европейской южной обсерватории, проведенного с 33 соседними звездами из красных карликов, который проводился с 2000 по 2007 год и были опубликован в 2009 году.

«К этому результату нас привели античные данные», - пошутил Батлер.

Как только данные были обнаружены в архивах UVES, исследователи использовали наблюдения с трех инструментов для поиска планет, чтобы повысить точность данных. Спектрограф Carnegie Planet Finder (PFS) в нашей обсерватории Лас-Кампанас в Чили, высокоточный искатель планет ESO (HARPS) в обсерватории Ла-Силла и спектрометр высокого разрешения (HIRES) в обсерватории Кека были важными помощниками в нашей работы.

«Объединение данных с нескольких телескопов увеличивает количество наблюдений и сводит к минимуму инструментальные погрешности», - пояснил Батлер.