Обман планетарных масштабов

Красный карлик Gliese 581 и планеты вокруг него в изображении художника. Изображение: European Southern Observatory / MCT / Getty Images / Fotobank.ru

Два потенциальных кандидата в «двойники Земли» оказались оптической иллюзией, заявляют астрономы

4 июля, 2014 05:41

3 мин

Две похожие на Землю планеты, обнаруженные у красного карлика Gliese 581 в созвездии Весов, на расстоянии в 22 световых года от Земли, оказались изощренной оптической иллюзией, возникающей из-за высокой скорости вращения звезды и чередования всплесков активности и спокойствия на ее поверхности. Как считают авторы статьи, опубликованной в журнале Science, многие другие кандидаты на роль «второй Земли» могут тоже не существовать в реальности, что снижает наши шансы на обнаружение внеземной жизни.

«Мы смогли, впервые в истории изучения Gliese 581, объяснить все противоречивые результаты наблюдений, накопившиеся за предыдущие годы. Новая методика, позволившая нам найти реальные экзопланеты в этой системе, придает уверенности в том, что теперь у нас есть все необходимые инструменты для того, чтобы мы могли находить настоящий допплеровский "след" планет даже в тех случаях, когда световое "эхо" процессов в недрах светил заглушает его. И хотя крайне жаль, что две самых многообещающих планеты на самом деле не существуют, нам кажется, что полученные нами результаты и методика помогут, в конечном итоге, найти настоящего двойника Земли», — обнадеживает ведущий автор статьи Пол Робертсон из университета Пенсильвании в Филадельфии (США).

Робертсон, его коллеги по университету и техасский астроном Майкл Эндл были вынуждены на треть сократить число планет у самого знаменитого красного карлика в созвездии Весов, проверяя работоспособность новой методики поиска экзопланет, основанной на базе так называемой допплеровской спектроскопии.

Она основывается на одном простом феномене, который был открыт русским астрономом Отто Струве еще в 50-ых годах прошлого века — наличии микроскопических колебаний в спектре светила, которые возникают в результате его гравитационного взаимодействия с планетами. Сегодня на долю допплеровских методик приходится примерно половина известных нам экзопланет, большая часть из которых была найдена при помощи прибора HARPS в Европейской южной обсерватории в Чили. Главным недостатком таких способов поиска экзопланет является то, что они позволяют находить спутники только у относительно спокойных светил, не испытывающих «звездотрясения» или периодические эпизоды бурной активности, которые меняют спектр звезд примерно таким же образом, что и гравитационные взаимодействия с малыми небесными телами.

Для того чтобы избежать ложных следов, астрономы часто проверяют новые методы поиска экзопланет на хорошо изученных звездах, в существовании спутников которых сегодня нет сомнений. В число таких светил входит и Gliese 581, первая планета в окрестностях которой была обнаружена еще в 2005 году. С тех пор ученые успели найти и подтвердить существование трех небесных тел — Gliese 581 e, c и b. Первые две планеты являются «суперземлями», а последняя — газовым гигантом из семейства так называемых «горячих нептунов».

Авторы статьи заметили, что линии водорода в спектре красных карликов более чувствительны к эпизодам бурной активности, чем линии кальция, традиционно использующиеся в таких исследованиях. Изображение: Alan Friedman

В сентябре 2010 года мир облетела новость о потрясающем открытии — астрономам из университета Калифорнии в Санта-Круз и Института Карнеги в Вашингтоне удалось открыть еще три планеты в этой системе Gliese 581d, g и f. Кроме того, они показали, что орбиты планет d, c и g расположены в пределах так называемой «зоны жизни», где потенциально существуют условия, пригодные для зарождения и поддержания жизни. Сегодня мы знаем о (предположительном) существовании почти дюжины подобных планет, однако в 2010 году это было первое свидетельство того, что у Земли может быть двойник.

Многие астрономы сразу усомнились в существовании планет g и f из-за недостаточно полных и противоречивых данных по орбитам этих объектов, однако почти никто не сомневался в существовании «суперземли» Gliese 581d, расположенной на холодной кромке «зоны жизни». Эти сомнения не мешали другим ученым — за последние четыре года астрономы успели придумать механизм, объясняющий возможность существования жизни на темной стороне планеты g, а Институт поиска внеземных цивилизаций SETI попытался в 2012 году найти следы разумной жизни в радиосигналах, поступавших от Gliese 581.

Используя свою новую методику и новую порцию данных с инструмента HARPS, научная команда Робертсона попыталась выяснить, сколько же на самом деле существует планет в этой звездной системе. Когда ученые начали анализировать кривые блеска Gliese 581 и ее спектр, они заметили любопытную вещь — в данных HARPS присутствовали следы вспышки на поверхности красного карлика. Glieseм581 считалась ранее крайне спокойной звездой, что вынудило астрономов перепроверить, так ли это на самом деле.

Для этого ученые обратили внимание на те части спектра, которые больше всего меняются под действием магнитной активности на поверхности звезды. В частности, к их числу относятся линии натрия, водорода и некоторых других ионов. Когда Робертсон и его коллеги сравнили степень искажения этих и других линий в спектре Gliese 581, они сразу поняли, что их предшественники жестоко ошибались — красный карлик в созвездии Весов оказался крайне неспокойным и быстро вращающимся светилом.

Авторы статьи учли этот факт при поиске допплеровских сигналов планет и перепроверили данные, которые ранее использовались для обнаружения шести компаньонов Gliese 581. Оказалось, что планет в данной системе на самом деле четыре, а не шесть — «суперземли» Gliese 581d и Gliese 581g не существуют в реальности. Получается, что все предыдущие годы астрономы и специалисты SETI пытались найти жизнь и объяснить ее существование не на реальных объектах, а на фантомах, возникших в результате комбинации быстрого вращения звезды и периодических вспышек на ее поверхности. Данное открытие, по расчетам группы Робертсона, снижает наши шансы на обнаружение обитаемой планеты у красных карликов на 33%. Как отмечают исследователи, «соли» добавляет и то, что два землеподобных «первенца» планетологии канули в небытие. Тем не менее ученые не отчаиваются, они уверены, что их методика позволит найти и другие «двойники» Земли, более похожие на нее по всем параметрам.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе