Астрономы из проекта Breakthrough Watch сообщили о первых прямых наблюдениях в инфракрасном диапазоне планет средней массы в ближайшей звездной системе. Разработанный учеными метод позволяет получать изображения экзопланет, находящихся в потенциально обитаемой зоне. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
До сих пор астрономы могли напрямую увидеть только очень крупные экзопланеты, по массе намного больше Юпитера, вращающиеся вокруг молодых звезд, расположенных далеко от Солнечной системы. Но задачей всегда было научиться получать изображения ближайших экзопланет, находящихся в зоне существования жидкой воды, где ученые надеются обнаружить признаки жизни.
Исследователи из семи стран во главе с Кевином Вагнером (Kevin Wagner) из Аризонского университета в США разработали метод, который позволяет использовать наземные телескопы для прямого получения изображений планет примерно в три раза больше Земли, расположенных в обитаемых зонах ближайших звезд.
"Если мы хотим найти планеты с условиями, подходящими для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, мы должны искать каменистые планеты размером примерно с Землю внутри обитаемых зон вокруг более старых, похожих на Солнце звезд", — приводятся в пресс-релизе Аризонского университета слова Вагнера.
Новый метод основан на наблюдениях в инфракрасном диапазоне длин волн менее 10 микрон, что очень близко к диапазону, в котором такие планеты светят наиболее ярко, в сочетании с очень долгим временем экспозиции.
"Для этого есть веская причина, потому что сама Земля светит на этих длинах волн, — объясняет Вагнер. — Но инфракрасное излучение неба, камеры и самого телескопа заглушает этот сигнал".
Чтобы повысить чувствительность системы, авторы задействовали адаптивное вторичное зеркало телескопа, которое может корректировать искажение света атмосферой Земли. Кроме того, исследователи использовали маску, блокирующую звездный свет, которую они оптимизировали для среднего инфракрасного спектра, чтобы каждый раз блокировать свет одной из звезд. По словам ученых, такой метод обеспечивает более чем десятикратное улучшение существующих возможностей прямого наблюдения за экзопланетами.
В качестве объектов наблюдения исследователи выбрали ближайшую звездную систему Альфа Центавра, находящуюся всего в 4,4 световых годах от нас, а в качестве базового оборудования — Очень большой телескоп (VLT) Европейской южной обсерватории в Чили.
Альфа Центавра — тройная звездная система, состоящая из двух звезд — Альфа Центавра A и B, которые похожи на Солнце по размеру и возрасту и вращаются друг вокруг друга как двойная система, и третьей звезды — Альфа Центавра C, более известной как Проксима Центавра. Это —красный карлик гораздо меньшего размера, вращающийся вокруг двух своих собратьев, на большом расстоянии от них.
В обитаемой зоне Проксимы Центавра ранее уже обнаружили косвенными методами планету чуть больше Земли. У Альфа Центавра A и B могут быть похожие планеты, но методы косвенного обнаружения еще недостаточно чувствительны, чтобы найти в обитаемых зонах этих звезд каменистые планеты. Авторы считают, что это можно будет сделать с помощью разработанного ими нового метода. Они наблюдали за системой Альфа Центавра почти 100 часов в течение месяца в 2019 году и собрали более пяти миллионов изображений.
После удаления так называемых артефактов — ложных сигналов, создаваемых приборами, и остаточного света от коронографа, на окончательном изображении ученые обнаружили источник света, обозначенный как "C1", который потенциально является кандидатом на экзопланету внутри обитаемой зоны.
"Моделирование показывает, что C1 может быть планетой размером от Нептуна до Сатурна, расположенной от Альфы Центавра A примерно на том же расстоянии, что и Земля от Солнца", — заявляет Вагнер.
Однако авторы отмечают, что без окончательной проверки нельзя однозначно утверждать, что C1 — это экзопланета, а не артефакт, вызванный самим инструментом.
Источник:
