За последние несколько лет не было недостатка в открытиях солнечных планет, которые вращаются вокруг звезд красных карликов. Только в 2016 и 2017 годах астрономы объявили об открытии земной (то есть скалистой) планеты вокруг Проксимы Центавра (Proxima b), семипланетной системы, вращающейся вокруг TRAPPIST-1, и супер-Земли, вращающейся вокруг близлежащих звезд LHS 1140 (LHS 1140b). ) и GJ 625 (GJ 625b).
В том, что могло быть последним открытием, физики из Университета Техаса в Арлингтоне (UTA) недавно объявили о возможном открытии планеты, похожей на Землю, вращающейся вокруг Gliese 832, звезды красного карлика всего в 16 световых годах от нас. В прошлом астрономы обнаружили две экзопланеты, вращающиеся вокруг Gliese 832. Но после проведения серии вычислений команда UTA указала, что еще одна планета, похожая на Землю, могла вращаться вокруг звезды.
Исследование, которое детализирует их результаты под названием «Динамика вероятной массы Земли в системе GJ 832», недавно появилось в Астрофизический журнал.Во главе с доктором Суманом Сатьялом - физиком-исследователем, лектором и научным руководителем в UTA - команда стремилась исследовать стабильность планетарных орбит вокруг Gliese 832, используя численный и подробный анализ фазового пространства.
Как указано, две другие экзопланеты были обнаружены вокруг Gliese 832 в прошлом, в том числе газовый гигант, похожий на Юпитер (Gliese 832b) в 2008 году, и супер-Земля (Gliese 832c) в 2014 году. Во многих отношениях эти планеты не могли быть более отличным. Помимо различий в массе, они сильно различаются по своим орбитам - с Gliese 832b на орбите на расстоянии около 0,16 а.е. и Gliese 832c на орбите на расстоянии от 3 до 3,8 а.е.
Из-за этого команда UTA пыталась определить, существует ли третья планета со стабильной орбитой между ними. С этой целью они провели численное моделирование системы планет из трех и четырех тел с эллиптическими орбитами вокруг звезды. Это моделирование учитывало большое количество начальных условий, которые позволяли представлять все возможные состояния (или фазово-пространственное моделирование) орбит планеты.
Затем они включили измерения лучевой скорости Gliese 832, учтя их на основе присутствия планет с 1-15 массами Земли. Следует отметить, что метод радиальной скорости (RV) определяет существование планет вокруг звезды на основе изменений скорости звезды. Другими словами, тот факт, что звезда движется вперед и назад, указывает на то, что на нее влияет присутствие планетной системы.
Моделирование RV-сигнала звезды с использованием гипотетической системы планет также позволило команде UTA ограничить средние расстояния, на которых эти планеты будут вращаться вокруг звезды (или их полуоси), и их верхние пределы массы. В конце концов, их результаты дали убедительные свидетельства существования третьей планеты. Как объяснил доктор Сатьял в пресс-релизе UTA:
«Мы также использовали интегрированные данные эволюции орбитальных параметров во времени для получения синтетических кривых лучевой скорости для известных и похожих на Землю планет в системе. Мы получили несколько кривых лучевых скоростей для различных масс и расстояний, указывающих на возможную новую срединную планету ».
Исходя из их расчетов, эта возможная планета системы Gliese 832 будет находиться в диапазоне от 1 до 15 масс Земли и будет вращаться вокруг звезды на расстоянии от 0,25 до 2,0 а.е. Они также определили, что она, вероятно, будет иметь стабильную орбиту в течение примерно 1 миллиарда лет. Сатьял указал, что все знаки, приходящие из системы Gliese 832, указывают на существование третьей планеты.
«Существование этой возможной планеты поддерживается долгосрочной орбитальной стабильностью системы, орбитальной динамикой и синтетическим анализом сигналов радиальной скорости», - сказал он. «В то же время для подтверждения наличия возможных новых планет в системе Gliese 832 по-прежнему необходимо значительно большее количество наблюдений радиальной скорости, исследований метода транзита, а также прямой визуализации».
Александр Вайс, физический директор UTA, также высоко оценил это достижение, сказав:
«Это важный прорыв, демонстрирующий возможное существование потенциальной новой планеты, вращающейся вокруг звезды, близкой к нашей. Тот факт, что д-р Сатьял смог продемонстрировать, что планета может поддерживать стабильную орбиту в обитаемой зоне красного карлика в течение более 1 миллиарда лет, чрезвычайно впечатляет и демонстрирует возможности мирового класса группы астрофизики нашего отдела ».
Еще один интересный момент заключается в том, что орбита этой планеты поместит ее за пределы или в пределах обитаемой зоны Gliese 832. Принимая во внимание, что у Супер-Земли Gliese 832c есть эксцентричная орбита, которая размещает его на внутреннем крае этой зоны, эта третья планета обойдет свой внешний край в ближайшем. В этом смысле две Супер-Земли Gliese 832 вполне могут быть по природе похожими на Венеру и Марс.
Заглядывая в будущее, доктор Сатял и его коллеги, естественно, будут стремиться подтвердить существование этой планеты, и другие учреждения обязательно проведут аналогичные исследования. Эта звездная система - еще одна, которая наверняка станет предметом последующих исследований в ближайшие годы, скорее всего, на космических телескопах следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Уэбба.
