Астрономи откриха екзопланета, която може да послужи като еталон в бъдещи изследвания. Става дума за скалиста планета, орбитираща около звезда от тип М, и макар подобни планети да са многобройни, тази може да послужи като еталон за разбирането на други екзопланети около М-джуджета и техните атмосфери. Според авторите на ново проучване тази екзопланета може да послужи като „референтна система за силно облъчвани скалисти планети“.

Новото проучване е озаглавено „TOI-4616 b: еталонна планета с размерите на Земята, преминаваща пред близка M4 джудже“ и е подадено за публикуване в сп. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Водещият автор е Франсис Зонг Ланг, докторант в Центъра за космос и обитаемост към Университета в Берн, Швейцария.

С повече от 6000 потвърдени екзопланети нашето разбиране за популацията на екзопланетите става все по-пълно. Все още има наблюдателни отклонения в резултатите, но се очертават някои тенденции. Едно нещо, което става ясно, е връзката между M-джуджетата и скалистите екзопланети.

Изследванията показват, че М-джуджетата са най-плодотворните домакини на земни екзопланети. Всъщност много от тези звезди са домакини на множество скалисти планети, като системата TRAPPIST-1 е най-известният пример: тя е домакин на седем скалисти планети.

Всички тези скалисти светове около слабосветящи звезди ни дават възможност да изследваме атмосферите на екзопланетите.

„Скалистите екзопланети са особено многобройни около звезди от тип М“, пишат авторите на новото проучване. „Малкият им радиус и ниската им светлинна мощност осигуряват благоприятни условия за откриване на транзитиращи планети с земни характеристики и за изследване на свойствата на атмосферите им.“

„Ние съобщаваме за откриването и статистическата валидация на TOI-4616 b, планета с размерите на Земята, транзитираща около близък джудже от среден клас М, наблюдавана от спътника за проучване на транзитиращи екзопланети (TESS)“, пишат авторите.

Особеното при скалистите планети около M-джуджетата е, че те обикновено орбитират много близо до звездите си. Това ги излага на атмосферна опасност, тъй като мощната радиация и изригванията могат да отнемат атмосферите им. Нещата са дори по-лоши. На M-джуджетата им отнема до 1 или 2 милиарда години, за да достигнат главната последователност. Преди това тяхната яркост е много по-висока, което оказва допълнителен разсейващ натиск върху атмосферите на всяка скалиста планета, орбитираща около тях.

Има обаче и някои добри новини за тези атмосфери. Докато първоначалните атмосфери, богати на водород, се разсейват по-лесно, по-плътните атмосфери, в които преобладава CO2, може да се съпротивляват на разсейването. Вторични атмосфери могат да се образуват и чрез вулканична дейност и изпускане на газове дълго след като звездата е навлезела в главната последователност. Възможно е също така достатъчно силно магнитно поле да помогне на планетата да запази атмосферата си.

Така че има много сложности около тези атмосфери и няма ясни заключения. Отговорът е в по-нататъшни проучвания, а част от тях е способността да се сравняват атмосферите на тези планети с еталон.

Именно това прави това откритие важно.

„Благодарение на близостта си до Земята, добре определените звездни характеристики и обширното многолентово проследяване, TOI-4616 b представлява ценна еталонна система за сравнителни изследвания на земноподобни планети около звезди от типа средни М-джуджета, както и за бъдещи изследвания на атмосферата“, обясняват изследователите.

TOI-4616 се намира на разстояние от около 91 светлинни години. Радиусът ѝ е около 0,1889 слънчеви радиуса, масата ѝ е около 0,1881 слънчеви маси, а температурата ѝ е около 3150 Келвина. Това са доста типични характеристики за хладна, малка звезда от клас М.

Екзопланетата TOI-4616 b има радиус 1,22 земни радиуса и орбитален период от 1,55 дни. Температурата ѝ на равновесие е около 525 Келвина. „Това поставя TOI-4616 b в режим, който е междинен между планети с размерите на Земята, орбитиращи около ранни М-джуджета, и тези около ултрастудени звезди“, обясняват авторите. Както и при други планети в подобна ситуация, по-голямата част от атмосферата ѝ вероятно отдавна е изчезнала.

Но именно фактът, че атмосферата ѝ е в опасност, я прави толкова интересна екзопланета.

„TOI-4616 b се намира в среда с екстремно силно слънчево облъчване за планета с размерите на Земята, орбитираща около джудже от средния клас“, обясняват изследователите. „Това я превръща в особено показателен пример за модели на изтичане на атмосферата, вътрешен състав и задържане на летливи вещества.“

Тя може да послужи като еталон за изследването на земни планети в такива ситуации. Авторите твърдят, че тя е подходяща за сравнителни изследвания на планетарната структура и еволюция в режим на силно облъчване.

Една от причините за изграждането на телескопа "Джеймс Уеб" е проучването на атмосферите на екзопланетите, но не всички екзопланети, подобни на Земята, около M-джуджета са подходящи цели за космическия телескоп. За много от тях ни липсват точни измервания на звездата или сме ограничени само до няколко измервания на транзита. И макар че всички M-джуджета са слаби в сравнение със звезди, подобни на Слънцето, те все пак се различават по яркост.

TOI-4616 е добре проучена, тъй като се наблюдава от много дълго време. Архивните данни датират още от 1954 г., което означава, че има данни за повече от 70 години, макар че, разбира се, най-подробните измервания са направени доста след 50-те години на миналия век. PanSTARRS я е наблюдавал през 2011 г., а SNO/Artemis – през 2025 г. Редица други телескопи с различни възможности са го наблюдавали през десетилетията.

„Комбинацията от прецизни звездни параметри, последователни многолентови измервания на транзита и яркостта на звездата-гостоприемник прави TOI-4616 особено ценна система за бъдещи атмосферни и динамични изследвания“, пишат авторите.

Снимка: Pexels/NASA, ESA, CSA, STScI, Joseph Olmsted (STScI)

Виж още: Мистериозен обект, препускащ из галактиката с милион километра в час, прикова вниманието на NASA