В ближайшей к Земле звёздной системе наконец-то обнаружена землеподобная планета. Только не говорите, что для вас это неожиданность!

Окрестности оранжевой звезды α Центавра B в районе её планеты в представлении художника. Не показан несомненно видимый в этом районе красный карлик Проксима Центавра. (Здесь и ниже иллюстрации ESO / DSS 2, Davide De Martin.)

Открытие было сделано при помощи приёмника HARPS 3,6-метрового оптического телескопа Европейской южной обсерватории, расположенного в обсерватории Ла Силья (Чили). Из ряда вон выходящей планета является не только потому, что от неё до Земли всего 4,36 световых года, но и из-за своего размера: это самая маленькая из всех экзопланет, обнаруженных у солнцеподобных звёзд. Её масса — 113% от земной.

Альфа Центавра — один из самых ярких объектов на южном небе. Она входит в ближайшую к Солнцу звёздную систему; расстояние до неё — 4,3 световых года. Система представляет собой тройную звезду: два близкорасположенных компонента, α Центавра А (класс G2V, как у Солнца ) и α Центавра B (K1V, оранжевая) — солнцеподобные звезды, вращающиеся вокруг общего центра тяжести, а более удалённый и более слабый красный компонент, невидимый невооружённым глазом красный карлик, известен как Проксима Центавра (M5,5Ve):

С XIX века астрономы строят предположения о планетах, вращающихся вокруг этих звёзд — возможно, ближайших к нам очагах жизни вне Солнечной системы, но поиски до сих пор ни к чему не приводили, несмотря на всё увеличивающуюся точность измерений. До сих пор. «Наши наблюдения с инструментом HARPS, продолжавшиеся более четырёх лет, выявили очень слабый, но реальный сигнал от планеты, вращающейся вокруг α Центавра B с периодом 3,2 дня, — говорит Ксавье Дюмуск из Женевской обсерватории (Швейцария) и Астрофизического центра Университета Порту (Португалия), ведущий автор исследования. — Это из ряда вон выходящее открытие, сделанное на пределе точности наших методик!»

Чтобы обнаружить планету, пришлось долго и тщательно измерять мельчайшие колебания в движении α Центавра B, обусловленные гравитационным притяжением вращающегося по орбите тела. Поскольку планета рядом со звездой почти невесома, её гравитация оставляет воистину микроскопический след на траектории движения светила: периодические колебания в одну и другую сторону со скоростью, не превышающей 51 сантиметр в секунду (~1,8 км/ч!), что близко к резвости ползущего на четвереньках младенца (правда, энергичного). Это наивысшая точность, когда-либо достигнутая такой измерительной технологией, и она принесла плоды.

α Центавра B, вокруг которой вращается новооткрытая планета, очень похожа на Солнце — лишь немногим меньше и не столь яркая. Вышеописанным методом определения колебаний лучевых скоростей астрономы могут надёжно оценить только минимальную массу планеты; оценка зависит от неизвестного наклона плоскости орбиты планеты к лучу зрения. Но обычно эта минимальная масса оказывается близка к реальной массе планеты. Экзопланета в ближайшей к нам звёздной системе по минимальной массе чуть тяжелее Земли, но, увы, вращается по орбите, отстоящей от материнской звезды всего на 0,04 а. е. (около 6 млн км), что в 5–7 раз меньше расстояния от Меркурия до Солнца. Хотя от второй яркой звезды системы, α Центавра A, планета в сотни раз дальше, на её небе α Центавра A — самый яркий объект, сравнимый с Солнцем в районе спутников Юпитера. Видна с неё и Проксима Центавра.

Первая экзопланета у солнцеподобной звезды была найдена той же группой исследователей в 1995 году. С тех пор сделано более 800 подтверждённых открытий такого рода, но в основном это тела размером с Юпитер и более. Вот почему так важно обнаружить поблизости от Солнечной системы экзопланеты с массой, сравнимой с земной, орбиты которых лежат в пределах «зоны обитания» вокруг материнских звёзд. С этим открытием процесс, кажется, пошёл.

«Это первая планета с массой, близкой к массе Земли, найденная у солнцеподобной звезды. Её орбита очень близка к материнской звезде, и на её поверхности должно быть слишком жарко для жизни в той форме, в какой мы её знаем, — рассказывает Стефан Удри из Женевской обсерватории, соавтор статьи и один из участников исследовательской группы. — Вполне возможно, что это только одна из нескольких планет системы. И результаты наших измерений с HARPS, и новые находки «Кеплера» ясно показывают, что большинство маломассивных планет находятся [именно] в таких системах». Действительно, поверхность планеты имеет температуру не менее 1 500 K. Но если она всё время смотрит на светило одной стороной, регионы её терминатора покажут совсем другое значение.

«Это огромный шаг к обнаружению двойника Земли в непосредственных окрестностях Солнца. Мы живём в замечательное время!» — восторгается Ксавье Дюмуск. Резонный энтузиазм. И время действительно замечательное: методом лучевых скоростей проще всего обнаружить планету, находящуюся именно в считанных миллионах километров от звезды; нечто в 150 млн км, но той же массы HARPS технически пока найти не может. Но ясно, что появление чутких приборов не за горами.



Звезда новооткрытой планеты с близкого расстояния в представлении художника. Хотя α Центавра B имеет 90,7% массы Солнца, её светимость составляет лишь 50,0% от уровня нашей звезды.

Но на секунду абстрагируемся от пафоса. Или, точнее, предадимся ему ещё сильнее. Если будущие исследования подтвердят другую землеподобную планету в зоне обитаемости у ближайшей системы, звёзды которой старше нашей примерно на 1,5 млрд лет, то не приобретёт ли парадокс Ферми совсем уж устрашающую загадочность? Если вы считаете, что мы забегаем слишком далеко вперёд — что ж, может быть. Процитируем лишь одну фразу из статьи, опубликованной учёными в связи с открытием: «Наблюдаемая полуамплитуда [половина пик-пик-амплитуды] лучевой скорости эквивалентна вызываемой планете с минимальной массой в четыре земных, расположенной в зоне обитаемости звезды (период обращения в 200 дней)».



Соответствующее исследование появится в онлайн-выпуске журнала Nature 17 октября 2012 года, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Европейской южной обсерватории.