Что скрывает древнейшая планета во Вселенной
Астрономы исследовали древнюю звездную систему и обранужили в ней звезду, странным образом похожую на Землю
На орбите одной из старейших звезд галактики, оранжевого карлика TOI-561 всего в 280 световых годах от нас, астрономы обнаружили три экзопланеты. Одна из которых представляет собой каменистый мир в 1,5 раза больше Земли, который с головокружительной скоростью вращается вокруг звезды — его орбита составляет всего 10,5-часов.
Очевидно, что экзопланета, расположенная так близко к своей звезде, вряд ли будет обитаемой, даже если она каменистая, как Земля, Венера и Марс. Температура на ее поверхности будет составлять 2200 градусов Цельсия, а на дневной стороне будет плескаться океан магмы.
Возраст всей звездной системы оценивается примерно в 10 миллиардов лет. Она более чем в два раза старше Солнечной системы и является почти ровесницей нашей Вселенной. Это свидетельствует о том, что скалистые экзопланеты могут оставаться стабильными в течение очень долгого времени.
«TOI-561 b — одна из старейших каменистых планет, которые были найдены на просторах космоса», — рассказала астроном Лорен Вайс из Гавайского университета. «Само ее существование показывает, что Вселенная образовывала твердые планеты почти с момента своего возникновения около 14 миллиардов лет назад».
Три планеты, названные TOI-561 b, TOI-561 c и TOI-561 d, были идентифицированы космическим телескопом NASA TESS. TESS изучает участки неба в поисках периодических слабых затемнений света далеких звезд. Они возникают, когда планета проходит между нами и своей звездой, ненадолго загораживая ее свет.
На основе данных телескопа и последующих наблюдений астрономы смогли определить периоды обращения и размеры трех экзопланет.
TOI-561 d, расположенная на внешней орбите, примерно в 2,3 раза больше Земли с периодом обращения 16,3 дня. TOI-561 c в 2,9 раза больше Земли с периодом обращения 10,8 дня. А TOI-561 b в 1,45 раза больше Земли, а период обращения по орбите составляет чуть более 10,5 часов.
Команда также провела измерения лучевой скорости. Поскольку планеты вращаются вокруг звезды, эта звезда не остается неподвижной. Каждая экзопланета оказывает собственное гравитационное притяжение на светило, что приводит к небольшому сложному «танцу», который сжимает и растягивает свет звезды, когда он движется по направлению к нашей планете и от нее — это видно во время наблюдения с помощью телескопа.
Если мы знаем массу звезды, то можем узнать, как сильно звезда сдвигается со своего места в ответ на гравитационное притяжение ее собственных планет, что в свою очередь позволит вычислить массу конкретной экзопланеты. Исходя из этого, исследователи подсчитали, что TOI-561b примерно в три раза больше массы Земли.
Но ее плотность примерно такая же, как у Земли — около пяти граммов на кубический сантиметр.
«Это удивительно, поскольку мы ожидали, что плотность будет намного выше», — пояснил планетарный астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде. «Это согласуется с представлением о том, что планета чрезвычайно стара».
Все потому, что более тяжелые элементы во Вселенной — металлы тяжелее железа — выковываются в сердцах сверхновых звезд, в самом конце жизненного цикла звезды и в столкновениях между массивными мертвыми звездами. Только после того, как звезды умрут и разнесут эти элементы в космос, из них можно будет сформировать другие объекты.
Поэтому самые старые звезды во Вселенной очень бедны металлами. TOI-561, например, имеет низкую металличность. И любые планеты, сформированные в более ранней Вселенной, также должны иметь низкую металличность — им просто неоткуда было взять тяжелые вещества.
Предыдущие исследования показали, что существует более низкий предел металличности для образования скалистых планет, поскольку более тяжелые элементы с меньшей вероятностью испаряются из-за звездного излучения, а частицы достаточно долго выживают в околозвездном диске, чтобы слипаться и образовывать планеты.
Обнаружение планет, подобных TOI-561 b, поможет уточнить эти модели, что, в свою очередь, может помочь нам найти более древние скалистые экзопланеты.
«Хотя эта конкретная планета на сегодняшний день вряд ли будет заселена, она может быть предвестником множества скалистых миров, которые еще предстоит открыть вокруг самых старых звезд нашей галактики», — пишут ученые.
Как мы знаем, сложная жизнь возникает далеко не сразу. Таким образом, если мы хотим найти жизнь более сложную, чем археи или микробы, долгоживущие и относительно стабильные планеты будут, по мнению ученых, наиболее подходящими.
