Kepler-10c: INAF обнаруживает возможный «водный мир»

Международная исследовательская группа под руководством Национального института астрофизики (INAF) провела высокоточное измерение массы экзопланеты Kepler-10c, предположив, что она может в основном состоять из водяного льда . Исследование, опубликованное в журнале Астрономия и астрофизика , использовались данные, собранные спектрографом HARPS-N (высокоточный поисковик планет радиальной скорости для Северного полушария), установленным в Национальном телескопе Галилео (TNG), расположенном на Канарских островах . Анализ также подтвердил наличие третьей планеты в системе Kepler-10 , предоставив ценную новую информацию для понимания процессов формирования планет и происхождения нашей Солнечной системы.

Используя около 300 измерений лучевой скорости, полученных с помощью HARPS-N, исследователи смогли с беспрецедентной точностью оценить массу и плотность Kepler-10c, экзопланеты, вращающейся вокруг звезды Kepler-10. Известно, что в этой планетной системе находится Kepler-10b — первая каменистая суперземля, обнаруженная миссией НАСА «Кеплер» с орбитальным периодом менее одного земного дня , а также Kepler-10c — планета, классифицируемая как субнептун с орбитальным периодом 45 дней. Масса Kepler-10c долгое время была предметом споров, поскольку противоречивые оценки затрудняли определение ее состава.

Данные HARPS-N были обработаны с использованием нового метода, который корректирует инструментальные эффекты и изменения магнитной активности родительской звезды, даже при низкой интенсивности. Анализы, проведенные независимо тремя группами внутри команды, дали последовательные результаты . Эта работа привела к выводу, что Kepler-10c, скорее всего, является «водным миром», планетой, масса которой в основном состоит из твердой воды (льда) и, возможно, в небольшой степени, также из жидкой воды . Исследователи предполагают, что планета сформировалась за линией конденсации воды, примерно в двух-трех астрономических единицах от своей звезды, а затем постепенно мигрировала к своей нынешней самой внутренней орбите.

Значимым результатом исследования также является подтверждение существования третьей планеты в системе Кеплер-10 . Это небесное тело, не обнаруживаемое посредством транзитов, было идентифицировано благодаря небольшим аномалиям, которые оно вызывает на орбите Kepler-10c, наблюдаемым в изменениях времени транзита последнего. Этот метод аналогичен тому, который привел к открытию Нептуна, основанному на возмущениях, наблюдаемых на орбите Урана. Ранее предполагаемая «планета-призрак» теперь имеет точно определенный орбитальный период в 151 день и предполагаемую минимальную массу благодаря точности измерений лучевой скорости HARPS-N. Лука Борсато из INAF в Падуе, второй автор статьи, комментирует : « Анализ лучевых скоростей и изменений времени прохождения, как по отдельности, так и в сочетании, дал результаты, прекрасно согласующиеся с параметрами третьей планеты, исправляя предыдущие неточные оценки ее свойств ».

Альдо Бономо из INAF в Турине, первый автор статьи, подчеркивает важность открытия в теоретическом контексте : « Существование «водных миров» было предсказано моделями формирования и миграции планет, но у нас пока нет окончательного подтверждения. Однако около пятнадцати планет вокруг звезд, похожих на Солнце, таких как Kepler-10c, по-видимому, имеют именно тот состав, который предсказывают эти модели. Окончательное подтверждение существования «водных миров» может быть получено в результате изучения их атмосфер с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, поскольку мы ожидаем, что они особенно богаты водяным паром ».

Изучение системы Kepler-10 дает важную информацию о формировании планет вокруг своих звезд. Суперземли, такие как Kepler-10b, и субнептуны, такие как Kepler-10c, распространенные в Галактике, но отсутствующие в нашей Солнечной системе, являются ключевой частью нашего понимания разнообразия миров, вращающихся вокруг других звезд . В частности, анализ состава субнептуновых планет с целью определения того, богаты ли они льдом или бедны им, может дать важную информацию об их происхождении и раннем формировании планетных систем, включая нашу собственную. Понимание того, как и где формируются эти планеты, а также их миграционные движения к родительской звезде, означает возможность заглянуть в прошлое и узнать больше подробностей о происхождении Земли и, возможно, самой жизни.