Химический состав звезды подтвердил умеренный климат землеподобной экзопланеты Ross 128b
Анализ химического состава звезды Ross 128 позволил астрономам определить некоторые характеристики вращающейся вокруг нее планеты Ross 128b, сообщается в журнале The Astrophysical Journal Letters. Вероятнее всего, она каменистая, а на ее поверхности господствует умеренный климат.
В 2017 году астрономы сообщили об открытии землеподобной планеты всего в 11 световых годах от Земли. Небесное тело, получившее название Ross 128b, обладает минимальной массой около 1,35 земных и находится в 20 раз ближе к своей материнской звезде, чем наша планета к Солнцу. Примечательно, что вращается экзопланета вокруг неактивного красного карлика Ross 128, который, в отличие от своих собратьев, гораздо реже переживает мощные вспышки. Кроме того, по предварительной оценке у планеты оказался умеренный климат — это значит, что на ее поверхности господствуют температуры, благоприятные для существования потенциальной жизни.
Стоит заметить, что радиус планеты Ross 128b остается неизвестным, так как она не совершает транзит, то есть не проходит по диску звезды со стороны наблюдателя. Поэтому предположения о том, как может выглядеть планета и какой на ней господствует климат, основаны исключительно на оценках ее массы и удаленности от материнской звезды. Получить больше информации о планете могут помочь косвенные методы, например анализ химического состава Ross 128.
Авторы новой работы под руководством Диого Соуто (Diogo Souto) из Национальной обсерватории Бразилии провели наблюдения красного карлика с помощью инфракрасного спектрометра APOGEE. Молодые звезды обычно окружены вращающимся газопылевым диском, из которого впоследствии рождаются планеты, поэтому химический состав звезд может повлиять на состав газа и льда в диске, а также на минералогию и внутреннюю структуру планет вокруг нее. Исследователи измерили распространенность восьми химических элементов: углерода, кислорода, магния, алюминия, кальция, калия, титана и железа. Кроме того, астрономы определили параметры атмосферы звезды.
Отношение содержания некоторых тяжелых элементов в веществе звезды, например магния, кремния и железо, тесно связано с внутренним составом каменистых экзопланет — в частности с отношением массы ядра к массе мантии. Анализ спектра показал, что Ross 128 имеет почти такой же уровень относительного содержания железа [Fe/H], что и Солнце. Исследователи не смогли измерить распространенность кремния, однако содержание железа относительно магния в звезде указывает на то, что ядро Ross 128 b должно быть больше земного.
Несмотря на то, что радиус и точная масса Ross 128b ученым неизвестны, они сделали предположения о ее радиусе, основываясь на ее минимальной массе и предполагая, что состав материнской звезды определяет состав экзопланеты. Используя компьютерную симуляцию, исследователи рассчитали перечень возможных радиусов для Ross 128b — все они оказались меньше 1,7 земных, чтобы позволяет считать планету каменистой. Небесные тела, чей радиус выходит за пределы порогового значения, относятся к классу так называемых газовых карликов с каменистым ядром и газовой оболочкой из водорода, гелия и других элементов.
Опираясь на эти результаты, а также на измерения температуры звезды, исследователи попытались определить, какой климат господствует на планете. Если альбедо Ross 128b, характеризующее отражательную способность небесного тела, схоже с альбедо Земли, то равновесная температура на экзопланете составляет 294±10 кельвинов (20 градусов Цельсия). Если же Ross 128b больше похожа на Марс или Венеру, то равновесная температура на ней составит 299±11 или 223 кельвина соответственно (25 или -50 градусов Цельсия).
Стоит заметить, что в работе астрономов довольно много допущений, поэтому об однозначных выводах и пригодности Ross 128b говорить нельзя. Кроме того, красный карлик Ross 128 относится к классу вспыхивающих звезд, которые за короткий период способны повысить свою светимость в несколько раз, поэтому ученые обычно не включают системы данного типа в область поиска внеземных цивилизаций.
Рентгеновское излучение, возникающее в результате вспышек на звездах, способно «сдуть» озоновый слой гипотетических землеподобных планет и уничтожить на них все живое. Их мощность порой в 10 тысяч раз превышает мощность самых сильных вспышек на Солнце.
Его создала сверхмассивная черная дыра
Инфракрасный космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил мощный отток нейтрального и ионизированного газа из далекой массивной галактики COSMOS-11142. Его нельзя объяснить звездообразованием или слияниями галактик, скорее всего, он возник из-за активности сверхмассивной черной дыры. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org. Считается, что крупномасштабные оттоки вещества из галактик, порождаемые активностью их центральных сверхмассивных черных дыр, играют фундаментальную роль в деле подавления (или тушения) процесса звездообразования в массивных галактиках. Однако прямых наблюдательных доказательств этой гипотезы до сих пор нет, особенно в случае ранней Вселенной, где тушение звездообразования могло происходить очень быстро, что требует удаления газа, а не его нагрева. Ранее в массивных далеких галактиках наблюдались лишь оттоки ионизированного газа, оттоки нейтрального или молекулярного газа при больших значениях красного смещения регистрировались лишь для галактик со вспышкой звездообразования и квазаров. Группа астрономов во главе с Сирио Белли (Sirio Belli) из Болонского университета сообщила об обнаружении сильного оттока газа из массивной далекой галактики COSMOS-11142 при помощи инструментов NIRSpec, NIRCam и MIRI космического телескопа «Джеймс Уэбб». COSMOS-11142 представляет собой массивную (звездная масса около 1010,9 масс Солнца) галактику, характеризующуюся красным смещением 2,445 и эффективным радиусом около двух тысяч световых лет. Галактика находится в фазе быстрого тушения ранее действовавшей вспышки звездообразования. Темпы оттока нейтрального и ионизированного газа из галактики составляют около ста и одной солнечной массы в год, соответственно, что больше, чем типичные значения оттоков для галактик, образующих звезды, в тот период. В основном из галактики истекает нейтральный газ, при этом нет свидетельств того, что отток вызван процессами звездообразования или событием крупного слияния галактик. Ученые считают, что за отток газа ответственна центральная сверхмассивная черная дыра, о наличии которой свидетельствуют свойства эмиссионных линий ионизированного газа в спектре. При этом сама черная дыра не демонстрирует сейчас заметную активность в рентгеновском или радиодиапазонах. Таким образом, сверхмассивные черные дыры действительно способны быстро подавлять звездообразование в массивных галактиках за счет выброса нейтрального газа прочь из галактики. Ранее мы рассказывали о том, как «Джеймс Уэбб» подтвердил открытие рекордно далекой массивной спокойной галактики.