Экзопланеты размером с Землю могут многое рассказать ученым о формировании и эволюции небесных тел. Они важны для поиска инопланетной жизни. Именно такой планете посвящено исследование, недавно опубликованное на сервере препринтов arXiv, где международная группа астрономов объявила об открытии экзопланеты, размеры, температура и плотность которой сравнимы с земными.
Для проведения исследования ученые использовали прибор MAROON-X Чикагского университета. Объектом наблюдений стала окружение недавно открытой звезды GJ 12 (она же Gliese 12), которая находится примерно в 40 световых годах от Земли и относится к звездам M-класса — утратившим былой жар красным карликам.
Планета GJ 12 b была обнаружена в 2024 году спутником NASA TESS, который занимается поиском и исследованием транзитных экзопланет. Температура на ее поверхности примерно равна 300 К (26,85°C), а радиус составляет 0,96 земного.
Исследователи использовали MAROON-X для измерения массы и эксцентриситета (степени отклонения от круговой орбиты) GJ 12b. Масса оказалась приблизительно равна 0,71 земной, а эксцентриситет составил 0,16. Для сравнения, эксцентриситет Земли равен 0,0167, при этом он может варьировать от 0 (идеальный круг) до 1 (бесконечно вытянутый эллипс). Иногда за идеальный круг принимают единицу, а за бесконечный эллипс — ноль.
Зная массу GJ 12 b, исследователи смогли оценить ее плотность, которая приблизительно равна или немного меньше плотности Земли. Исследователи отмечают, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST) можно было бы использовать для проведения более углубленных наблюдений за GJ 12b, в частности за ее атмосферой.
Низкую плотность можно объяснить наличием на планете летучих компонентов (таких как вода в мантии), атмосферы, низкой массовой долей железа или комбинацией этих факторов. Ее малая масса (и, следовательно, низкая поверхностная гравитация) может привести к тому, что у нее будет разреженная атмосфера, что благоприятствует наблюдениям JWST. Не исключено, что масса планеты вообще недостаточна, чтобы сохранять атмосферу в течение длительного времени, если только она более или менее регулярно не пополняется за счет вулканизма, вызванного приливами от гравитации звезды.
Исследователи сравнили характеристики системы GJ 12 с системой TRAPPIST-1, которая содержит семь экзопланет размером с Землю, вращающихся вокруг M-карлика. Хотя GJ 12 b является пока единственной подтвержденной экзопланетой в своей системе, нет сомнения, что она вращается внутри обитаемой зоны своей звезды, в то время как в системе TRAPPIST-1 только три из семи экзопланет находятся внутри обитаемой зоны, остальные же заведомо непригодны для органической жизни по температурным показателям.
Исследователи полагают, что изучение GJ 12 b может оказаться перспективным из-за низкой активности родительской звезды, в то время как активность звезды TRAPPIST-1 затрудняет изучение атмосфер ее экзопланет.
Исследование было проведено с помощью прибора MAROON-X Чикагского университета, который предназначен для изучения экзопланет размером с Землю, вращающихся в пределах обитаемых зон красных карликов. Прибор установлен в Международной обсерватории Джемини. MAROON-X использует метод лучевой скорости, который измеряет гравитационные колебания, возникающие между экзопланетой и ее звездой. Метод позволяет достоверно оценить массу, радиус и орбитальные характеристики экзопланет.
Совсем недавно с помощью MAROON-X были обнаружены четыре мини-Земли, вращающиеся вокруг звезды Барнарда, которая находится примерно в 6 световых годах от нас.
