_ Астрономы ESO обнаружили планету с массой, близкой к массе Земли, в ближайшей к нам звездной системе – Альфа Центавра. Это самая маломассивная и ближайшая среди всех экзопланет, обнаруженных
у звезд, похожих на Солнце.
Как ни странно, но планета открыта не космическим телескопом Kepler. Астрономы обнаружили её с помощью установленного на 3,6-метровом телескопе Европейской южной обсерватории ( ESO ) в Чили
( Ла-Силья ) спектрографа HARPS ( High Accuracy Radial velocity Planet Searcher), который предназначен для поиска и исследования планет методом высокоточного измерения лучевых скоростей.

С октября 2012 года спектрограф HARPS получил ряд усовершенствований, повысивших его точность.
Теперь он обладает возможностью выявлять аналоги Земли (супер-Земли) в «обитаемых зонах», то есть планет расположеных на таких расстояниях от звёзд, что на их поверхности может быть достаточное количество воды для возникновения жизни.
С точки зрения земного наблюдателя планета, вращающаяся по орбите вокруг звезды, заставляет звезду регулярно двигаться то по направлению к наблюдателю, то от него. Благодаря эффекту Допплера эти изменения лучевой скорости вызывают смещения линий в спектре звезды в направлении длинных волн, когда звезда движется от наблюдателя ( красное смещение ) и в направлении коротких волн, когда она движется к нему ( голубое смещение ). Эти микроскопические смещения линий звездного спектра можно измерить только при помощи высокоточного спектрографа.

Звездная система Альфа Центавра ( или Толиман ) является ближайшей к нам. Она расположена на расстоянии 4,36 световых года. Система альфа Центавра на самом деле состоит из трех звезд.
Два её близких компонента, альфа Центавра A и B – это звезды, подобные нашему Солнцу, они вращаются вокруг общего центра тяжести.

Возраст системы оценивается в 5-6 миллиардов лет, что больше возраста Солнца, который составляет 4,57 миллиарда лет. Обе звезды вращаются вокруг общего центра масс по эллиптической орбите с эксцентриситетом 0,52 и большой полуосью 23,4 а. е. Период обращения составляет 79,24 года.
Звезда альфа Центавра B ( HD 128621 ), вокруг которой обнаружена планета, принадлежит спектральному классу K и имеет эффективную температуру поверхности около 5000 кельвинов ( у Солнца - 5778 кельвинов ) и массу 90,7% от массы Солнца. Светимость при этом составляет лишь 50% от уровня нашей звезды.

По расчетам обитаемая зона Альфа Центавра B находится на расстоянии 0,5 - 0,9 а. е. от звезды. При этом средняя температура поверхности планеты с атмосферой в пределах этой зоны будет отличаться всего
на 5 градусов ( в зависимости от расстояния до второй звезды ). Моделирование также показывает, что планета, вращающаяся вокруг звезды Alf Cen B, будет лишь раз в 70 лет приближаться к более яркой звезде
Alf Cen А на расстояние, где эта звезда будет влиять на климат планеты. Также исследователи отмечают, что подобные сценарии возможны при наличии на планете океанов, подобных земным. В случае, если планета представляет собой сухую пустыню, как Марс, то колебания температуры будут значительно сильнее.
Примечательно, что угловое расстояние между звездами А и В сейчас медленно уменьшается и станет минимальным ( 4 угловых секунды ) в феврале 2016 года.

И вот, 16 октября, наконец был выдан официальный результат тщательных наблюдений со спектрографом HARPS, продолжавшихся более четырех лет. Группа европейских астрономов измеряла мельчайшие колебания в движении звезды альфа Центавра B, которые обусловлены гравитационным притяжением вращающейся по орбите планеты. Этот эффект является поистине микроскопическим — звезда периодически смещается в одну и другую стороны со скоростью, не превышающей всего 51 сантиметр в секунду (1,8 км/час), что близко к скорости ползущего младенца. Это высочайшая точность, когда-либо достигнутая с этой методикой измерений.

«Мы выявили очень слабый, но реальный сигнал от планеты, вращающейся вокруг звезды альфы Центавра B с периодом 3,24 дня, – говорит Ксавье Дюмуск, работающий в Женевской обсерватории (Швейцария) и Астрофизическом Центре Университета Порту ( Португалия).

Планета вращается по орбите, отстоящей от звезды всего на 0,04 а. е. ( 5,98 миллиона километров ), что где то
в 9,7 раз меньше расстояния от Меркурия до Солнца. Хотя от второй яркой звезды системы, α Центавра A, планета в сотни раз дальше, на её небе α Центавра A — самый яркий объект, сравнимый с Солнцем в районе спутников Юпитера. Видна с неё и Проксима Центавра.

На диаграмме показаны индивидуальные замеры лучевой скорости звезды ( серые точки) и значения
лучевых скоростей, усредненные по 1/20 части фазовой кривой красные точки).
Красной линией показано решение для орбиты с нулевым эксцентриситетом.

Методом лучевых скоростей, который лежит в основе работы спектрографа HARPS, астрономы могут оценить только минимальную массу планеты, так как оценка массы зависит также от неизвестного наклона плоскости орбиты планеты к лучу зрения. Однако со статистической точки зрения эта минимальная масса часто оказывается близка к реальной массе планеты, которая по расчетам составляет 1,13 долей массы Земли.

Женевская группа мониторила звезду альфа Центавра B с февраля 2008 по июль 2011 года. Всего было сделано 459 замеров лучевой скорости, точность единичного измерения составила 0,8 м/сек. Такое большое количество замеров позволило выявить и учесть различные источники шума, такие как звездные колебания ( поверхность звезды альфа Центавра B слегка колеблется с периодами короче 5 минут ), грануляцию, влияние пятен на среднюю лучевую скорость звезды, долговременную активность, связанную с магнитным полем, и пр.
Дело отчасти облегчилось тем, что звезда альфа Центавра B, как и многие другие оранжевые карлики спектральных классов K0 и K1 V - исключительно тихая и спокойная.

– Это весьма не рядовое открытие, сделанное практически на пределе точности наших сегодняшних методик.
Этот результат представляет собой огромный шаг к обнаружению двойника Земли в непосредственной окрестности Солнца. Мы живем в замечательное время!» – заключает Ксавье.
Дюмуск также рассказал, что первые данные о присутствии планеты у Альфы Центавра были получены им
и коллегами ещё в январе этого года.

Теперь, когда само существование планет в Альфа Центавра доказано, ученые потирают руки в предвкушении новых открытий. Кто знает, возможно, вокруг той же звезды, на расстоянии, хоть и теоретически, но доступном для человека, вращается уже настоящий брат-близнец нашей Земли.


_ Узнать больше об этой и других планетных системах астрономы смогут с введением в строй спектрографа ESPRESSO ( Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations ), который будет через несколько лет смонтирован на комплексе 8-метровых телескопов VLT. Сейчас инструмент на стадии завершения проектирования; начало его эксплуатации намечено на конец 2016 – начало 2017 года.
ESPRESSO будет измерять лучевые скорости с точностью 0,35 км/ч или менее. Для сравнения, Земля вызывает смещения Солнца с лучевой скоростью 0,32 км/ч. Таким образом, это разрешение позволит более чуствительному инструменту открывать новые экзопланеты земной массы в зонах обитания.

ccылки:
- science.compulenta.ru /714859
- blogs.computerra.ru/42375

- lenta.ru/news/2012/10/17/centauriexoplanet

- nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11572.htm
- eso.org/public/news/eso1241


- Астрономы нашли планету земного типа в ближайшей к Солнцу системе

- ria.ru/studies/20121017/903320159.html
- gazeta.ru /science/2012/10/17a_4814861.shtm

- newsru.com/world/17oct2012/centauri.html
- vesti.ru/doc.html?id=935465

- yastro.narod.ru/a5/a_news425.htm