Астрономы обнаружили древнейшую во Вселенной «суперземлю»

Ученые выяснили, что планеты могут жить очень долго. Астрономы обнаружили в нашей галактике древнейшую «суперземлю», которая почти так же стара, как Вселенная, сообщает sciencealert.com.

Вокруг одной из старейших звезд нашей галактики — оранжевого карлика по имени TOI-561, находящегося всего в 280 световых годах от нас, астрономы обнаружили три вращающиеся экзопланеты — одна из которых представляет собой скалистый мир размером в 1,5 раза больше Земли. Эта «суперземля» оборачивается вокруг звезды всего за 10,5 часов.

Экзопланета, расположенная так близко к своей звезде, вряд ли пригодна для жизни, даже если она скалистая, как Земля, Венера и Марс. Она будет иметь температуру 2480 Кельвинов, и приливно-отливной океан магмы на постоянной дневной стороне.

Но система TOI-561 вместе со своими планетами является одной из самых старых из когда-либо виденных, возраст которой оценивается примерно в 10 миллиардов лет.

Это более чем в два раза старше Солнечной системы. Система почти так же стара, как сама Вселенная, и свидетельствует о том, что скалистые экзопланеты могут оставаться стабильными в течение очень долгого времени.

«TOI-561 b — одна из старейших скалистых планет, открытых до сих пор», — сказала астроном Лорен Вайс из Университета Гавайи. — «Ее существование показывает, что Вселенная формировала скалистые 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 НАСА «Тесс». Тесс пристально смотрит на участки неба, ища периодические, слабые провалы в свете далеких звезд. Это транзиты, когда планета проходит между нами и своей звездой.

На основе этих данных и последующих наблюдений астрономы смогли определить орбитальные периоды и размеры трех экзопланет.

TOI-561 d, самая внешняя, примерно в 2,3 раза больше Земли, с орбитальным периодом 16,3 дня. TOI-561 c в 2,9 раза больше Земли, с орбитальным периодом 10,8 суток. А TOI-561 b в 1,45 раза больше Земли, с орбитальным периодом чуть более 10,5 часов.

Ученые также провели измерения радиальной скорости. Как планеты вращаются вокруг звезды, так и сама звезда не сидит на месте. Каждая экзопланета оказывает на звезду свое собственное гравитационное притяжение, что приводит к небольшому сложному движению, которое сжимает и растягивает свет звезды, когда она движется к нам и от нас, при наблюдении за ней.

 

Если мы знаем массу звезды, мы можем наблюдать, как сильно звезда движется в ответ на гравитационное притяжение экзопланеты, и вычислить массу экзопланеты. Исходя из этого, исследователи подсчитали, что TOI-561b примерно в три раза превышает массу Земли.

Но ее плотность примерно такая же, как у Земли, около пяти граммов на кубический сантиметр.

«Это удивительно, потому что ожидалось, что плотность будет выше», — отметил планетарный астрофизик Стивен Кейн из Калифорнийского университета в Риверсайде. — И это подтверждает представление о том, что планета чрезвычайно стара".

Дело в том, что более тяжелые элементы во Вселенной — металлы тяжелее железа — выковываются в сердцах звезд, в сверхновых в конце жизни массивной звезды и столкновениях между массивными мертвыми звездами. Только после того, как звезды умерли и распространили эти элементы в пространстве, они могут быть приняты в другие объекты.

Итак, самые древние звезды во Вселенной очень бедны металлами. TOI-561, например, имеет низкую металличность. И любые планеты, образовавшиеся в более ранней Вселенной, также должны иметь низкую металличность.

Предыдущие исследования показали, что существует более низкий предел металличности для образования каменистых планет, поскольку более тяжелые элементы с меньшей вероятностью испаряются под действием звездного излучения, а зерна выживают достаточно долго в околозвездном диске, чтобы сгуститься вместе и образовать планеты.

Обнаружение таких планет, как TOI-561 b, может помочь ограничить эти модели, что, в свою очередь, может помочь нам найти более древние скалистые экзопланеты.

И это может помочь нам в поисках обитаемых миров. Возраст Земли составляет около 4,5 миллиардов лет; самые ранние признаки жизни, как полагают, составляют около 3,5 миллиардов лет. Позвоночные появились в ископаемой летописи примерно 500 миллионов лет назад.

Сложная жизнь требует времени, чтобы сформироваться. Поэтому, если мы хотим найти жизнь более сложную, чем археи или микробы, планеты, которые являются долгоживущими и относительно стабильными, будут, по мнению ученых, наиболее гостеприимными.

Результаты исследования были представлены на 237-м заседании Американского астрономического общества. Они также были опубликованы в Астрономическом журнале и доступны на arXiv.