Международен екип от астрономи е открил рядка, потенциално обитаема суперземя, намираща се само на 19,5 светлинни години от Земята. Наречена GJ 251 c, планетата орбитира в обитаемата зона на своята звезда – тясна област, където температурите позволяват наличието на течна вода. Това е най-близката планета от този вид, открита досега, и, което е от решаващо значение, една от малкото, които могат да бъдат наблюдавани в детайли с помощта на телескопи от ново поколение.

Откритието, ръководено от Кори Биърд и публикувано в сп. Astronomical Journal, представя нов силен аргумент в полза на директното изображение на скалисти екзопланети. С телескопите от 30-метров клас, които се очаква да влязат в експлоатация през следващото десетилетие, GJ 251 c може да се превърне в първата нетранзитираща, потенциално обитаема планета, чиято атмосфера да бъде директно анализирана.

Това откритие не е спекулативно. То се основава на над две десетилетия данни за радиалната скорост, получени от някои от най-модерните инструменти в света, включително HPF, NEID и архивни набори от данни от Keck/HIRES, SPIRou и CARMENES. GJ 251 c сега се счита за най-добрият кандидат в северното небе за изображение на земна планета чрез отразена светлина.

По-широкото значение се крие не само в потенциалната обитаемост на планетата, но и в нейната достъпност. Както пишат Биърд и съавторите му, GJ 251 c попада в много тесен диапазон от параметри, в който земна екзопланета от HZ може да бъде директно заснета чрез отразена светлина с помощта на следващото поколение изключително големи телескопи (ELT).

Звездата-домакин GJ 251 е относително стабилна червена джуджева звезда от клас M3, разположена само на 5,58 парсека от Земята. Макар че по-малката вътрешна планета (GJ 251 b) беше известна и преди, чрез обширен анализ на повече от 900 прецизни наблюдения на радиалната скорост се появи нов сигнал с периодичност 54 дни, различен от известния шум, свързан с активността.

Новооткритата планета GJ 251 c има минимална маса от 3,84 ± 0,75 земни маси и завършва своята орбита в умерения обитаем пояс, където моделите предполагат, че може да съществува повърхностна вода, ако другите условия са подходящи. Вероятният ѝ скален състав, съчетан с орбитата ѝ, я прави вероятен кандидат за по-нататъшни атмосферни изследвания.

Изследователите проведоха сравнение на т.нар. Байесов модел (множество от случайни променливи величини и техните условни зависимости) в над 50 възможни сценария, сравнявайки модели с и без планетарни спътници. Анализът им установи, че наличието на GJ 251 c е статистически по-вероятно и не може да бъде обяснено с известни източници на звездни промени.

Откриването на малки екзопланети около червени джуджета е изключително трудно. Техните звезди често проявяват магнитно обусловена променливост, която може да доведе до подвеждащи доплерови сигнали. За да елиминира тези фалшиви положителни резултати, екипът използва комбинация от хроматични гаусови процеси и данни от многоинструментални RV, като по този начин осигурява съгласуваност между видимите и близки инфрачервени спектри.

Както е описано в статията, "ние извършваме цветозависим анализ на системата и подробно сравнение на повече от 50 модела, които описват естеството на планетите и звездната активност в системата.“

Екипът анализира и множество индикатори за звездната активност, включително H-alpha, инфрачервено триплетно калциево излъчване и диференциални ширини на линиите, за да определи дали 54-дневният сигнал може да произхожда от самата звезда. Заключението им: сигналът не се появява в нито един от индикаторите за активност и е съвместим с планетен спътник.

За разлика от повечето екзопланети, открити досега, GJ 251 c е достатъчно близо, за да може скоро да бъде наблюдавана директно чрез отразената светлина на звездите, а не да се прави заключение чрез непреки средства като транзити. Това ще позволи на изследователите да оценят състава на атмосферата, температурата и, потенциално, биосигнатурните газове като кислород, метан или въглероден диоксид.

Директното изображение на екзопланети изисква рядко срещана комбинация от фактори: достатъчно ъглово разстояние, контраст между планетата и звездата и яркост. GJ 251 c отговаря на всички три условия. Инструменти като Extremely Large Telescope (ELT) и Habitable Worlds Observatory (HWO), които са в процес на разработка, биха могли да го разрешат в рамките на следващото десетилетие.

Откритието подчертава и нарастващата роля на нетранзитиращите планети в науката за екзопланетите. Докато мисии като TESS се фокусират върху транзитите, много от най-близките и най-обещаващи екзопланети – като GJ 251 c – не транзитират своите звезди и могат да бъдат открити само чрез техники за радиална скорост.

Снимка: Pexels

Виж още: Ново ниво на интуиция: Хората могат да откриват заровени предмети също като някои птици