Новые данные, собранные инструментом-охотником за экзопланетами, спектрометром HARPS Европейской южной обсерватории, говорят о том, что твердые, состоящие из каменистых пород планеты незначительно превышающие по размерам Землю, являются достаточно частым явлением в зонах обитания красных карликов Млечного пути. А что верно для нашей галактики, скорее всего верно и для любой похожей на нее. По оценке международной группы астрономов, в Млечном Пути существуют десятки миллиардов подобных твердых планет. Что еще интереснее, примерно сотня из их должна быть в ближайших галактических окрестностях Солнца. Это исследование – первая прямая оценка частоты существования сверхземель около красных карликов. Напомним, что это наиболее распространенные звезды, они составляют около 80% всех звезд в нашей галактике.

Недавно специалисты Европейской южной обсерватории уже сделали заключение, что экзопланеты должны быть частыми явлениями в Млечном пути, и что в среднем каждая звезда имеет более одной планеты. Это заявление звучит логично, если учесть, что наше Солнце имеет целых восемь планет. В том исследовании не использовался спектрометр HARPS. Его сила в том, что он позволяет оценить вероятность найти экзопланету около красного карлика. Спектрометр установлен на 3.6-метровом телескопе ESO, когда-то бывшем одним из крупнейших в мире.

HARPS исполняет лишь одну функцию – чрезвычайно точно измеряет лучевую скорость звезды относительно Земли. Это чрезвычайно тонкий эффект. Планета, вращающаяся вокруг звезды, за счет своего гравитационного поля заставляет ту то смещаться от нас, то приближаться. Это мизерное изменение скорости приводит к различному спектру света звезда из-за эффекта Допплера. Фиксируя изменения в спектре звезды – смещение то в красную, то в синюю сторону – можно указать на то, что около звезды существует экзопланета. А так как HARPS – спектрометр, он особенно чувствителен к типу звезды. Она должна попадать в границы его спектрального разрешения.

За счет этого свойства астрономы, работающие с HARPS, могут сконцентрироваться только на красных карликах, или М-карликах. Это звезды, принадлежащие к классу М, самому холодному в основной классификации. Даже по сравнению с Солнцем – средней звездой, М-карлики холодные и тусклые, но зато их полным-полно в Млечном пути.

«Наши данные, собранные при помощи HARPS, показывают, что около примерно  40% всех красных карликов вращаются сверхземли, находящиеся в зонах обитания, то есть областях, в которых на их поверхности может существовать жидкая вода, – говорит Ксавье Бонфи из Гренобльской обсерватории наук о Вселенной, первый автор публикации, посвященной работе. – А поскольку красные карлики очень широко распространены – в нашей галактике их около 160 миллиардов – мы тут же получаем интересную оценку: в нашей Млечном пути десятки миллиардов таких планет».

В течение шести лет астрономы изучали 102 красных карлика в южном полушарии. Около них было обнаружено девять сверхземель. Комбинируя эти данные с другими результатами, удалось оценить вероятность существования сверхземли около красного карлика. Кроме средней вероятности в 41%, были получены верхние и нижние ее границы – 28% и 95% соответственно. Если верхняя граница выглядит неправдоподобной, то нижняя говорит о том, что как минимум треть красных карликов имеет сверхземлю в обитаемой зоне звезды (заметим, что здесь везде идет речь только о планетах внутри зон обитания). Одновременно обнаружилось, что более тяжелые планеты – газовые гиганты, похожие на наши Юпитер и Сатурн, около красных карликов обращаются довольно редко. Было получено, что в лучшем случае у 12% всех красных карликов Млечного пути имеются планеты с массами от 100 до 1000 земных масс. Кроме того, что красных карликов в принципе много в Млечном пути, их немало и около Земли (около здесь – менее 10 парсек, то есть около 32.6 световых лет). Если следовать тем же оценкам, то в этой «ближайшей» окрестности Земли находится примерно сотня сверхземель.

«Зона обитания около красного карлика, где температура такова, что на поверхности планеты может существовать вода в жидком состоянии, расположена гораздо ближе к звезде, чем Земля к Солнцу,– говорит Стефан Удри из Женевской обсерватории. – Но, как известно, на красных карликах случаются звездные извержения – вспышки, в результате которых планеты могут испытывать мощные потоки рентгеновского или ультрафиолетового излучения, и это может сделать жизнь на них менее вероятной».

В числе планет, открытых в течение изучения красных карликов при помощи спектрометра HARPS – Gliese 667 Cc. Интересно остановиться на номенклатуре названия этой планеты. Малая литера с означает, что это вторая открытая планета в системе. Заглавная литера С означает, что она обращается вокруг третьей звезды в тройной системе под названием Gliese 667. Эта планета была открыта совсем недавно – в феврале этого года. Она была открыта другой группой астрономов, использовавшей данные спектрометра HARPS, выложенные в открытом доступе. Судя по всему, Gliese 667 Cc находится в самой середине зоны обитания своей звезды. Она примерно вчетверо тяжелее Земли, и почти наверняка на ее поверхности может существовать жидкая вода. После нашумевшей Gliese 581d это вторая сверхземля в зоне обитания красного карлика.

«Теперь, когда мы выяснили, что около близких к нам красных карликов много сверхземель, нам надо с помощью HARPS и будущих инструментов найти другие такие планеты. Понятно, что многие из них, двигаясь по своим орбитам, будут затмевать звезду, оказываясь на одной прямой между нею и наблюдателем, что это даст прекрасную возможность изучить атмосферу планеты и поискать в ней признаки существования жизни», – заключает Ксавье Дельфосс, один из участников исследования.