Подтверждено существование еще сотни экзопланет

Международная команда астрономов подтвердила существование целой «коллекции» экзопланет, ранее числившихся в категории «кандидатов». В основном их первые наблюдения были выполнены космическим телескопом Kepler в рамках дополнительной миссии K2, после чего их «окончательная» регистрация производилась с помощью наземных телескопов — таких, как 9-метровые рефлекторы Keck I и Keck II обсерватории Мауна Кеа (Гавайские острова), Gemini North и Gemini South на Гавайях и в Чили, телескоп Автоматической системы поиска планет APF Калифорнийского университета и Большой бинокулярный телескоп LBT Университета штата Аризона. Среди новых 104 планетоподобных объектов имеется также первая система, состоящая из четырех планет, потенциально похожих на Землю.

На этом коллаже желтыми точками показаны положения звезд с планетоподобными спутниками, открытых телескопом Kepler в рамках миссии K2 (желтыми 12-угольниками обведены исследованные в ходе миссии участки неба), с телескопами обсерватории Мауна Кеа на переднем плане. Четыре из них — рефлекторы Keck I и Keck II, Gemini-North, а также инфракрасный телескоп ITF — использовались для подтверждения найденных кандидатов в экзопланеты. На врезке — землеподобная планета в представлении художника.

В ходе своей первоначальной миссии Kepler вел постоянный мониторинг определенного участка неба на границе северных созвездий Лиры и Лебедя, с большой точностью измеряя блеск попавших в поле зрения звезд — для того, чтобы зарегистрировать незначительные изменения их яркости, вызванные прохождениями между ними и наблюдателем возможных экзопланет. Ориентация космической обсерватории в пространстве поддерживалась шестью гироскопами. Когда четыре из них вышли из строя, миссию пришлось прервать; встал даже вопрос о выводе телескопа из эксплуатации. Однако инженеры NASA предложили использовать в качестве дополнительного «стабилизатора» давление солнечного света и разработали новую наблюдательную программу, охватывающую ряд участков неба вблизи эклиптики.

Программа, получившая обозначение K2, оказалась исключительно результативной. Она позволила пронаблюдать ряд независимых звездных полей, одновременно расширив возможности для перепроверки результатов наземными обсерваториями. Все ее новые цели были предложены научным сообществом. Теперь Kepler изучает преимущественно красные карлики — звезды с температурами и светимостями существенно ниже солнечных. К этому типу, по некоторым данным, относится до 70% «звездного населения» Млечного Пути.

Одно из наиболее интересных открытий в данном исследовании — система из четырех планет, по-видимому, имеющих твердую поверхность и по размерам превышающих Землю на 20-50%. Они обращаются вокруг звезды EPIC 206209135, которая тусклее нашего Солнца и более чем вдвое меньше него. Их орбитальные периоды лежат в интервале от пяти с половиной до 24 суток. Две из этих планет получают от своего светила поток энергии, сравнимый с уровнем солнечного освещения на Земле.

Несмотря на то, что радиусы орбит всех четырех экзопланет меньше среднего расстояния между Меркурием и Солнцем, нельзя исключать возможность того, что на какой-то из них могли возникнуть живые организмы. Поскольку небольшие звезды, подобные EPIC 206209135, весьма распространены во Вселенной, а время их активного существования измеряется десятками миллиардов лет, вероятно, что жизнь чаще встречается именно в окрестностях таких сравнительно холодных красных карликов, чем в планетных системах звезд, похожих на наше Солнце.

Для подтверждения реальности кандидатов в экзопланеты, выявленных в ходе миссии K2, ученые сделали серию снимков их «родительских» звезд в ближнем инфракрасном диапазоне с высоким разрешением (с использованием адап-тивной оптики) с помощью камеры NIRC2, установленной на телескопах Keck. Дополнительно производились наблюдения на 8-метровых рефлекторах Gemini и Большом бинокулярном телескопе; также были получены 83 высококачественных спектра в оптическом диапазоне с использованием спектрометра высокого разрешения HIRES (телескоп Keck I) и 27 спектров — с помощью спектрографа Леви 2,4-метрового телескопа APF. Полученные данные позволили узнать физические свойства исследуемых звезд (их массу, температуру и радиус), что, в свою очередь, помогло уточнить характеристики планет, обращающихся вокруг них.

Всего в ходе наблюдательной кампании было исследовано 197 кандидатов, из которых удалось подтвердить 104, причем больше половины из них — 57 — входят в состав мультисистем с более чем одной планетой. 30 кандидатов отклонены как ложные, еще 63 требуют дополнительного изучения.

Ученые надеются, что к моменту завершения миссии K2 они смогут если не утроить, то как минимум удвоить число известных небольших планет (сравнимых по размерам с Землей), обращающихся вокруг относительно близких ярких звезд.