Չինաստանի գիտությունների ակադեմիայի Յուննան աստղադիտարանի գլխավորությամբ գիտնականների միջազգային թիմը հայտնաբերել է պոտենցիալ բնակելի էկզոմոլորակ՝ Kepler-725c, գերերկիր, որի զանգվածը 10 անգամ գերազանցում է Երկրին և գտնվում է արեգակնանման աստղի բնակելի գոտում: Հայտնագործությունը, կատարված անցման ժամանակի փոփոխության (TTV) նորարարական մեթոդով, հրապարակվել է Nature Astronomy ամսագրում և նշանակալի առաջընթաց է կյանք պահպանելու ընդունակ աշխարհների որոնման մեջ:

Ինչպե՞ս է հայտնաբերվել Kepler-725c-ն

Էկզոմոլորակների որոնման ավանդական մեթոդները՝ տրանզիտային մեթոդը (աստղի մթագնումը մոլորակի անցման ժամանակ) և ճառագայթային արագության մեթոդը (աստղի տատանումների չափում մոլորակի գրավիտացիոն ազդեցությունից), սահմանափակ են: Դրանք արդյունավետ են մեծ մոլորակների համար կարճ ուղեծրերով, բայց հաճախ բաց են թողնում փոքր զանգվածով մարմինները, հատկապես արեգակնանման աստղերի բնակելի գոտիներում:

TTV մեթոդը, որն առաջին անգամ հաջողությամբ կիրառվել է բնակելի գոտում գերերկիր հայտնաբերելու համար, վերլուծում է գրավիտացիոն անոմալիաները: Գիտնականները ուսումնասիրել են Kepler-725b գազային հսկայի (39.64 օր պարբերությամբ) տրանզիտների շեղումները, որոնք առաջացել են անտեսանելի մոլորակի կողմից: Այս փոփոխությունները՝ մոտ 10 րոպե, ցույց են տվել Kepler-725c-ի առկայությունը, որը 1:5 ռեզոնանսի մեջ է Kepler-725b-ի հետ (ներքին մոլորակի հինգ ուղեծիր՝ արտաքին մոլորակի մեկ ուղեծրի դիմաց): Kepler տիեզերական աստղադիտակի 1470 օրվա ընթացքում հավաքված տվյալները, ներառյալ 21 տրանզիտ, թույլ են տվել ճշգրիտ մոդելավորել համակարգը:

Kepler-725c-ի բնութագրերը

  • Զանգված. 10 ± 3 Երկրի զանգված:
  • Ուղեծիր. 207.5 օր պարբերություն, էքսցենտրիսիտետ՝ 0.44 ± 0.02, ուղեծրի կիսամեծ առանցք՝ 0.674 ± 0.002 աստղագիտական միավոր:
  • Արևայնություն. 1.4 անգամ ավելի բարձ, քան Երկրինը, ինչը մոլորակը դասում է Kepler-725 աստղի (G9V տիպ, նման է Արևին) բնակելի գոտում:
  • Մոլորակի տեսակ. Հավանաբար մինի-Նեպտուն՝ խիտ ջրածնային մթնոլորտով կամ հիգեան աշխարհ (օվկիանոսներով և ջրածնային ծածկույթով մոլորակ), այլ ոչ թե քարքարոտ գերերկիր:

Թեև Kepler-725c-ն, ամենայն հավանականությամբ, չունի երկրային կառուցվածք, նրա դիրքը գոտում, որտեղ հնարավոր է հեղուկ ջուր, այն դարձնում է կյանքի համար պայմանների ուսումնասիրման թեկնածու: Գիտնականները ենթադրում են, որ հիգեան աշխարհները կարող են պահպանել կյանքի էկզոտիկ ձևեր իրենց օվկիանոսներում:

Ինչու՞ է այս հայտնագործությունը կարևոր

  1. Որոնման նոր մեթոդ. TTV-ն ապացուցել է իր արդյունավետությունը բնակելի գոտիներում փոքր զանգվածով մոլորակներ հայտնաբերելու համար, որոնք հաճախ անտեսվում են տրանզիտային մեթոդով՝ աստղի սկավառակով անցման ցածր հավանականության պատճառով: Սա ճանապարհ է բացում արեգակնանման աստղերի շուրջ Երկրի անալոգներ փնտրելու համար:
  2. Մոլորակային համակարգերի ընկալում. Kepler-725b-ի և Kepler-725c-ի միջև 1:5 ռեզոնանսը ուժեղացնում է գրավիտացիոն էֆեկտները՝ դարձնելով նման համակարգերը իդեալական TTV վերլուծության համար: Սա կարող է վկայել այլ համակարգերում թաքնված մոլորակների առկայության մասին:
  3. Կյանքի պոտենցիալ. Թեև Kepler-725c-ն մինի-Նեպտուն է, նրա մթնոլորտի ուսումնասիրությունը (օրինակ՝ James Webb աստղադիտակով) կարող է բացահայտել բիոմարկերներ, ինչպիսին է դիմեթիլսուլֆիդը, ինչպես K2-18b-ի դեպքում:
  4. Ապագա առաքելություններ. Հայտնագործությունն ընդգծում է TTV-ի կարևորությունը պլանավորված առաքելությունների համար, ինչպիսին է Habitable Worlds Observatory-ն, որն ուղղված է երկրանման մոլորակների որոնմանը:

Ինչպե՞ս է աշխատում TTV մեթոդը

TTV-ն գրանցում է մի մոլորակի տրանզիտների ժամանակի փոփոխությունները՝ մյուս մոլորակի գրավիտացիոն ազդեցության հետևանքով: Kepler-725 համակարգում՝

  • Kepler-725b (գազային հսկա) ցույց է տվել տրանզիտների ժամանակացույցի շեղումներ, որոնք առաջացել են Kepler-725c-ի կողմից:
  • Մոդելավորումը բացառել է այլ պատճառներ (օրինակ՝ աստղային ակտիվություն) և հաստատել գերերկրի առկայությունը:
  • Ռեզոնանսային ուղեծրերն ուժեղացրել են ազդանշանը, դարձնելով այն նկատելի նույնիսկ 10 M⊕ զանգվածով մոլորակի համար:

Այս մեթոդը հատկապես արդյունավետ է գազային հսկաներով և ռեզոնանսային արտաքին մոլորակներով համակարգերի համար, որտեղ փոփոխությունները կարող են հասնել մի քանի ժամի, այլ ոչ թե րոպեների:

Սահմանափակումներ և հեռանկարներ

  • Մոլորակի կառուցվածք. 10 M⊕ զանգվածը և բարձր արևայնությունը հուշում են, որ Kepler-725c-ն ավելի շուտ գազային կամ ջրային է, քան քարքարոտ: Հաստատման համար անհրաժեշտ են մթնոլորտի սպեկտրոսկոպիկ տվյալներ:
  • Հեռավորություն. Kepler-725-ը գտնվում է Կարապի համաստեղությունում, չափազանց հեռու՝ ներկայիս գործիքներով մանրամասն ուսումնասիրության համար:
  • Ապագա հետազոտություններ. James Webb աստղադիտակը կամ Եվրոպական ծայրահեղ մեծ աստղադիտակը (սպասվում է 2028 թվականին) կարող են վերլուծել մոլորակի մթնոլորտը՝ փնտրելով ջրի կամ բիոմարկերների հետքեր:

Եզրակացություններ... 

Kepler-725c-ի հայտնագործությունը, կատարված TTV մեթոդով, նշանակալի քայլ է պոտենցիալ բնակելի էկզոմոլորակների որոնման մեջ: Թեև մոլորակը, հավանաբար, մինի-Նեպտուն է, նրա դիրքը բնակելի գոտում և հնարավոր օվկիանոսները այն դարձնում են կյանքի ուսումնասիրման խոստումնալից թեկնածու: Այս բացահայտումը ընդգծում է նոր մեթոդների կարևորությունը և ճանապարհ է հարթում արեգակնանման աստղերի շուրջ Երկրի անալոգներ գտնելու համար: