Астрономы Европейской южной обсерватории обнаружили небольшую планету, масса которой очень близка к массе Земли, у звезды тройной системы Альфы Центавра – ближайшей к нам. Кроме того, что это сама близкая к нам планета, она еще и самая легкая из всех обнаруженных человечеством. Она была найдена при помощи спектрометра HARPS, установленного на 3.6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. Публикация о новой планете, побившей сразу два рекорда, выходит в сегодняшнем номере журнала Nature.

Альфа Центавра – одна их самых ярких звезд южного полушария. Она представляет собой тройную систему. Две ее основных и близких друг к другу звезды, Альфа Центавра A и B –   похожие на наше Солнце звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс, а более удаленный от них и более тусклый красный компонент известен как Проксима Центавра, или Центавр С. Вообще, латинские литеры системы Центавра отражают их яркость – А и В самые яркие, причем А несколько ярче, С намного тусклее. Формально при этом наиболее близкой звездой к нам является именно Проксима Центавра, но на масштабах расстояний между обеими звездными системами разница в расстояния в пределах одной системы не играет роли. Расстояние до Альфы Центавра – лишь 4.3 световых года. Начиная с XIX века астрономы строят предположения о планетах, вращающихся вокруг этих трех звезд, так как эти планеты могут оказаться ближайшими к нам очагами жизни вне Солнечной системы. До сих пор поиски планет ни к чему не приводили, несмотря на постоянно увеличивающуюся точность измерений. Наконец, первый результат был получен.

«Наши наблюдения при помощи спектрометра HARPS, продолжавшиеся более четырех лет, выявили очень слабое, но все же заметное излучение от планеты, вращающейся вокруг Альфы Центавра B с периодом в 3.2 дня, – говорит Ксавье Дюмуск, сотрудник Женевской обсерватории и Астрофизического Центра Университета Порто первый автор публикации. – Это из ряда вон выходящее открытие, сделанное на пределе точности наших методик!»

Планета была найдена по незначительным колебаниям в движении Альфы Центавра B, вызванным гравитационным притяжением вращающейся около звезды планеты. Эффект этот действительно незначителен – звезда время от времени смещается в одну и другую сторону со скоростью, не превышающей 51 сантиметр в секунду. Это высочайшая точность, когда-либо достигнутая с этой методикой измерений, основанной на скорости движения звезды. Именно так ищет планеты аппарат HARPS. Его задача – определить лучевую скорость звезды, то есть компоненту ее линейной скорости, направленную по лучу зрения в направлении к Земле и от нее. Разумеется, звезда имеет как угловую, так и линейную скорость. Но если со своей линейной скоростью она движется в практически постоянном направлении, с обращением по орбите дело обстоит по-другому. Для нас, далеких наблюдателей, это обращение выражается в периодическом увеличении и уменьшении линейной скорости звезды. За счет эффекта Допплера эти изменения линейной скорости вызывают смещения в спектре излучения звезды либо в направлении длинных волн при движении от нас (красное смещение), либо в сторону коротких волн, когда звезда движется к наблюдателю (голубое смещение). Эти мизерные смещения спектральных линий можно измерить при помощи высокоточного спектрографа HARPS.

Звезда Альфа Центавра B похожа на Солнце, она лишь слегка меньше и тусклее. Новая планета также незначительно отличается от Земли по массе, но она тяжелее. При этом стоит отметить, что точно узнать массу планеты пока нельзя. Использованный метод поиска по гравитационному воздействию позволяет лишь получить оценку минимальной массы планеты. Это связано с тем, что влияние планеты на движение звезды связано с наклонением ее орбиты по отношению к линии наблюдения. Однако получаемая таким образом минимальная оценка очень часто оказывается близка к истине, если удается провести замеры массы при помощи других методов. Так что новая планета может оказаться сильно тяжелее Земли, но это крайне маловероятно. Расстояние между планетой и звездой – около 6 миллионов километров. До Альфы Центавра А она находится на расстоянии, в сотни раз большем.

Стоит заметить, что первая экзопланета около солнцеподобной звезды была найдена той же группой исследователей в 1995 г. Тогда открытие новых планет было редким делом, но с тех пор было сделано более 800 подтвержденных открытий планет и несколько тысяч открытий кандидатов, пока ожидающих подтверждения. Большинство этих открываемых планет оказывается гораздо больше Земли, а что еще важнее, они в основном являются газовыми гигантами. Это связано с особенностями способа поиска. Основной вклад в поиск вносит орбитальный телескоп Кеплер. На его счету – более 2300 кандидатов, при этом используется метод прохода. Поэтому звезды, которые таким образом находятся, обычно располагаются близко к звезде, а газовые гиганты также затмевают звезду сильнее, что упрощает их нахождение. Аппарат HARPS также имеет свои ограничения. Первое, правда, нам выгодно – он ищет планеты ближе к нам, чтобы излучение звезды не исказилось при путешествии по Вселенной настолько, что особенности изменения скорости уже нельзя выделить. Второе более серьезное – он лучше находит все те же гиганты, так как их воздействие на звезду больше, и по той же причине лучше находит планеты на низких орбитах. К сожалению, новая планета-рекордсмен оказалась способной преодолеть ограничение на массу, но не справилась с проблемой низкой орбиты. Она обращается слишком близко к звезде, очень далеко от границы зоны обитания.

И все же «это первая планета с массой, близкой к земной, обнаруженная около похожей на Солнце звезды. Ее орбита слишком низкая, звезда находится очень близко к звезде и на ее поверхности должно быть слишком жарко для жизни в той форме, в какой мы ее знаем, – добавляет Стефан Удри, сотрудник Женевской Обсерватории, соавтор. – Но вполне возможно, что это лишь одна из нескольких планет системы. И результаты наших наблюдений с HARPS, и новые находки телескопа Кеплера ясно показывают, что большинство небольших планет находятся в таких системах».

«Этот результат представляет собой огромный шаг к обнаружению двойника Земли в непосредственной окрестности Солнца. Мы живем в замечательное время!» – заключает Ксавье Дюмуск.