Астрономы обнаружили в нашей галактике «суперземлю» возрастом около 10 миллиардов лет — это значит, что древние формы жизни все же возможны

Астрономы обнаружили горячую скалистую «суперземлю», которая существовала практически с момента зарождения нашей галактики Млечный путь. Это открытие может существенным образом изменить ход поисков разумной жизни.

«Суперземля» под названием TOI-561b находится на расстоянии в 280 световых лет и представляет собой скалистую планету, которая примерно на треть больше Земли и которая совершает полный оборот вокруг своей звезды всего за 10,5 часов. Считается, что ей примерно 10 миллиардов лет, то есть она в два раза старше Солнечной системы. Галактике Млечный путь примерно 12 миллиардов лет.

Подтверждение существования TOI-561b доказывает, что скалистые планеты, возможно, формировались на протяжении практически всей истории Вселенной. «TOI-561b — это одна из самых старых скалистых планет, обнаруженных к настоящему моменту, — сказала Лорен Вайсс (Lauren Weiss), руководитель команды ученых и научный сотрудник Гавайского университета. — Ее существование показывает, что Вселенная порождает скалистые планеты почти с момента своего возникновения 14 миллиардов лет назад».

Работа этой группы ученых была представлена на недавно состоявшейся 237-й встрече Американского астрономического общества, и она будет опубликована в журнале The Astronomical Journal в феврале 2021 года. Обнаружение TOI-561b повлияет на ход поисков внеземной жизни.

«Это значит, что скалистые планеты, возможно, формировались на протяжении последних 10 миллиардов лет, а, может быть, даже на протяжении всех 12 миллиардов лет существования нашей галактики, — сказала Вайсс. — Только представьте себе, что могло происходить на скалистой планете, которая существует уже 10 миллиардов лет, — лично мне было бы очень интересно это выяснить».

Какое открытие сделали астрономы?

Астрономы нашли три планеты — TOI-561b, TOI-561c и TOI-561d — с помощью транзитного космического телескопа NASA (TESS) и другого оборудования в Обсерватории Кека на Гавайях.
Эти три планеты вращаются вокруг звезды под названием (вы, наверное, уже догадались) TOI-561 — звезды, которая находится в «толстом диске галактики». Именно это и делает это открытие таким важным.

Вот что нам известно о TOI-561b и ее звезде:

• Она находится на расстоянии в 280 световых лет от Земли в созвездии Секстанты — созвездии в южном полушарии звездного неба.
• Это скалистая планета, которая в 1,45 раза больше Земли и в 3 раза тяжелее ее, — эдакая «суперземля». Однако у нее такая же плотность, как и у Земли, и это свидетельствует о том, что она очень старая.
• Она вращается вокруг TOI-561, оранжевого карлика с низким содержанием металлов. TOI-561 — это одна из самых старых звезд галактики, и ей около 10 миллиардов лет.
• Эти планеты примерно одного возраста, что делает их одними из самых старых экзопланет, обнаруженных к настоящему моменту.
• TOI-561b вращается вокруг своей звезды примерно за 10,5 часа, что делает ее планетой с ультракоротким периодом обращения.
• Она находится в приливном захвате своей звезды, поэтому на той ее стороне, которая постоянно обращена к звезде, вероятнее всего, располагается океан магмы.

Что такое «толстый диск галактики»?

У большинства спиральных галактик, таких как наш Млечный путь, есть два диска. «Тонкий диск галактики» состоит из пыли, газа, звезд и планет, располагающихся в плоскости, а в «толстом диске галактики» находятся звезды с низким содержанием металлов. Считается, что низкое содержание металлов — главным образом железа и магния — означает, что у звезд в толстом диске нет планет. Большинство планет, обнаруженных астрономами, вращаются вокруг звезд, находящихся в тонком диске.
Однако звездная система TOI-561 является исключением в этом смысле, поскольку ее обнаружили именно в толстом диске, где вокруг звезд планеты обычно не формируются.

Это делает планету TOI-561b одной из первых подтвержденных скалистых экзопланет, обнаруженных в толстом диске Млечного пути. Это также доказывает, что скалистые планеты формировались начиная с момента зарождения Вселенной примерно 14 миллиардов лет назад.

А это, в свою очередь, указывает на то, что древние формы жизни могли существовать на протяжении миллиардов лет.

Откуда взялась эта планета?

Звезды в толстом диске галактики могли сформироваться в древней галактике, которая позже слилась с нашей собственной галактикой, или же они могли быть первыми звездами, которые возникли внутри Млечного пути. «Интересно, как выглядело бы ночное небо, если бы мы могли смотреть на него с поверхности этой скалистой планеты на протяжении всей истории ее существования», — сказала Вайсс.

Могли ли на планетеTOI-561b быть древние формы жизни?

Существование TOI-561b указывает на то, что скалистые планеты, вероятно, формировались на протяжении большей части истории Вселенной. «Интересно, есть ли хотя бы на одной из них кто-то, с кем мы могли бы поговорить», — сказала Вайсс.

Скорее всего, на TOI-561b сейчас нет жизни. Дело не только в том, что она успевает совершить оборот вокруг своей планеты два раза за один земной день. Дело еще и в том, что ее орбита расположена настолько близко к звезде, что на ее поверхности слишком жарко и там попросту не может быть воды в жидкой форме (средняя температура на поверхности TOI-561b составляет 4000 градусов по Фаренгейту).

Однако, хотя дневная сторона TOI-561b, скорее всего, представляет собой океан магмы, ее ночная сторона, вполне возможно, состоит их твердых скальных пород.

Скорее всего, TOI-561b — это свидетельство того, что вокруг самых старых звезд нашей галактики астрономы смогут обнаружить еще много скалистых планет, которые теоретически могут оказаться обитаемыми — то есть там могут оказаться чрезвычайно древние формы жизни.

В конце концов, согласно гипотезам ученых, для появления самых ранних форм жизни на Земле потребовалось как минимум миллион лет. Таким образом, чем старше и стабильнее планета, тем выше вероятность того, что на ней могут оказаться некие формы жизни.

«Я скорее поставлю на существование звезды возрастом 10 миллиардов лет, вокруг которой вращается скалистая планета с некой формой разумной цивилизации, чем на существование планеты возрастом в миллиард лет», — сказала Вайсс.

Как мы узнали, что TOI-561b такая старая?

У этой планеты примерно такая же плотность, как и у Земли, а это доказывает, что она старая. Почему? Вы, наверное, слышали знаменитое высказывание Карла Сагана, что «все мы сделаны из звездного вещества». Звезд и планет это тоже касается. Металлы, тяжелее железа, заключены во внутренних областях коллапсирующих звезд, и они выбрасываются в космос сверхновыми звездами. Планеты формируются из этого самого «звездного вещества». Поэтому, если у звезды или планеты очень низкое содержание металлов, это означает, что она возникла очень давно, когда было гораздо меньше сверхновых звезд.

«Выясняется, что низкое содержание металлов не было проблемой в процессе формирования планет на заре Вселенной, — сказала Вайсс. — Звезды с низким содержанием металлов так же хороши, как и звезды с высоким содержанием металлов. Это стало неожиданностью».

Как насчет остальных планет?

Вокруг TOI-561 вращаются еще две мене плотные планеты, и их радиус примерно в два раза больше радиуса Земли. Они слишком крупные, а их масса слишком низкая, чтобы их можно было назвать скалистыми.

• TOI-561c в 2,9 раза больше Земли, и она совершает полный оборот вокруг своей звезды за 10,8 дня — это уже подтверждено.
• TOI-561d в 2,3 раза больше Земли, и она совершает полный оборот вокруг своей звезды за 16,3 дня. Пока она относится к категории планет-кандидатов.

Что из себя представляет TESS?

Запущенный в 2018 году, космический телескоп TESS, предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом (Transiting Exoplanet Survey Satellite), изучает участки космоса в поисках звезд, которые периодически слегка тускнеют. Это надежный признак того, некая планета проходит между звездой и наблюдающим ее телескопом TESS. После этого астрономы проводят дополнительные расчеты и собирают более подробные данные, как это сделала команда Обсерватории Кека с помощью эшелле-спектрометра высокого разрешения.