Вокруг далёкой звезды TOI-700 вращаются две потенциально обитаемые планеты.

TOI-700 e находится на расстоянии чуть более 100 световых лет от Земли — слишком далеко для посещения людьми, — но мы знаем, что по размеру он похож на Землю, вероятно, состоит из камней и потенциально может поддерживать жизнь.

Вы, наверное, слышали о некоторых других открытиях экзопланет, сделанных в последние годы. На самом деле TOI-700 e — одна из двух потенциально обитаемых планет как раз в звездной системе TOI-700.

Пригодные для жизни планеты — это те, которые находятся на правильном расстоянии от своей звезды, чтобы иметь температуру поверхности, которая может поддерживать жидкую воду. Хотя всегда интересно найти новую, потенциально пригодную для жизни планету далеко от Земли, фокус исследований экзопланет смещается с простого открытия большего количества планет.

Вместо этого исследователи сосредоточили свои усилия на поиске и изучении систем, которые, скорее всего, ответят на ключевые вопросы о том, как формируются планеты, как они развиваются и может ли жизнь существовать во Вселенной.

TOI-700 e выделяется среди многих других открытий планет, потому что он хорошо подходит для будущих исследований, которые могут помочь ответить на важный вопрос об условиях жизни за пределами Солнечной системы.

От 1 до 5000

Астрономы открыли первую экзопланету вокруг звезды, подобной Солнцу, в 1995 году. С тех пор область открытия и исследования экзопланет быстро развивается.

Сначала астрономы находили только несколько экзопланет каждый год, но сочетание новых передовых средств, ориентированных на науку об экзопланетах, с улучшенной чувствительностью обнаружения привело к тому, что астрономы открывали сотни экзопланет каждый год.

По мере совершенствования методов и инструментов обнаружения количество информации, которую ученые могут узнать об этих планетах, увеличилось. За 30 лет ученые прошли путь от обнаружения экзопланет до описания ключевых химических признаков в их атмосферах, таких как вода, с использованием таких средств, как космический телескоп Джеймса Уэбба.

Сегодня известно более 5000 экзопланет, от газовых гигантов до небольших скалистых миров. И, возможно, самое интересное, астрономы уже обнаружили около дюжины экзопланет, которые, вероятно, являются каменистыми и вращаются в обитаемых зонах соответствующих звезд.

Астрономы даже обнаружили несколько систем, таких как TOI-700, в которых более одной планеты вращается в обитаемой зоне своей звезды. Мы называем эти системы трапецеидальных искажений.

Пара обитаемых братьев и сестер

TOI-700 впервые попал в заголовки, когда наша команда объявила об открытии трех малых планет, вращающихся вокруг звезды в начале 2020 года. Используя комбинацию наблюдений спутника NASA для исследования транзитных экзопланет и космического телескопа Спитцер, мы обнаружили эти планеты, измерив небольшие провалы в количество света, исходящего от TOI-700. Эти провалы в свете вызваны планетами, проходящими перед маленьким холодным красным карликом в центре системы.

Проведя точные измерения изменений света, мы смогли определить, что в системе TOI-700 находятся как минимум три маленькие планеты с намеками на возможную четвертую. Мы также можем определить, что третья планета от звезды, TOI-700 d, вращается в пределах обитаемой зоны своей звезды, где температура поверхности планеты может позволить наличие жидкой воды.

Спутник для наблюдения за транзитными экзопланетами наблюдал за TOI-700 в течение еще одного года, с июля 2020 года по май 2021 года, и, используя эти наблюдения, наша команда нашла четвертую планету, TOI-700 e.

TOI-700 e составляет 95% размера Земли и, к нашему большому удивлению, вращается на внутреннем краю обитаемой зоны звезды, между планетами c и d. Наше открытие этой планеты делает TOI-700 одной из немногих известных систем с двумя планетами размером с Землю, вращающимися в обитаемой зоне своей звезды. Тот факт, что он находится относительно близко к Земле, также делает его одной из самых доступных систем с точки зрения будущих характеристик.

Большие вопросы и инструменты для ответа на них

Благодаря успешному запуску космического телескопа Джеймса Уэбба астрономы теперь могут приступить к изучению химии атмосферы экзопланет и поиску подсказок о том, существует ли на них жизнь. В ближайшем будущем ряд массивных наземных телескопов также поможет раскрыть дополнительные подробности о составе планет, удаленных от Солнечной системы.

Но даже с новыми мощными телескопами для сбора достаточного количества света для изучения этих деталей требуется наведение телескопа на систему в течение длительного периода времени. Астрономы должны знать, где искать ответы на тысячи ценных научных вопросов. И это цель нашей команды — найти наиболее интересные и многообещающие экзопланеты для изучения с помощью телескопа Уэбба и будущих средств.

Земля в настоящее время является единственной точкой данных в поисках жизни. Вполне возможно, что инопланетная жизнь может сильно отличаться от жизни, какой мы ее знаем, но на данный момент места, похожие на дом человечества с жидкой водой на поверхности, предлагают хорошую отправную точку.

Мы считаем, что ключевые системы с несколькими планетами, которые являются вероятными кандидатами на жизнь, такие как TOI-700, обеспечивают наилучшее использование времени наблюдения.

Дальнейшее изучение TOI-700 позволит нашей команде узнать больше о том, что делает планету пригодной для жизни, как формируются и развиваются скалистые планеты, похожие на Землю, а также о механизмах, сформировавших Солнечную систему. Чем больше астрономы узнают о том, как работают звездные системы, такие как TOI-700 и наша Солнечная система, тем выше шансы обнаружить жизнь в космосе.