Команда астрономов из одиннадцати стран определила массы двух суперземель HD 106315b и HD 106315c. Поскольку для этих миров уже были известны радиусы, это позволило рассчитать их плотность и, значит, узнать примерный химический состав. Оказалось, что вторая из названных планет состоит из воды на 10–50%. Даже нижняя граница этого диапазона в 500 раз превышает соответствующий показатель для Земли. Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.
Планеты HD 106315b и HD 106315c были обнаружены миссией K2 – "второй инкарнацией" космического телескопа Kepler. Этот инструмент ищет экзопланеты методом транзитов, о котором "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали. Он позволяет определить период обращения небесного тела и его радиус. Благодаря этим наблюдениям выяснилось, что "год" на HD 106315b и HD 106315c длится 9,55 и 21,06 земных дня соответственно, а радиусы планет составляют 2,44 ± 0,17 и 4,35 ± 0,23 радиуса Земли.
Однако для того, чтобы определить плотность экзопланет и вслед за ней химический состав, требовалось знать их массы. Обычно они измеряются методом лучевых скоростей, принцип которого мы в своё время объясняли. Однако этому препятствовали особенности светила.
HD 106315 – переменная звезда. Изменения яркости мешали получить качественный спектр и выделить возмущения, вносимые в него планетами.
"Переменность HD 106315 считалась источником слишком большого шума для наблюдения радиальных скоростей, и поэтому мы не могли измерить массу двух планет", – объясняет Сусана Баррос (Susana Barros) из Университет Порту в Португалии, первый автор статьи.
На помощь пришёл спектрограф HARPS из Европейской южной обсерватории. Великолепные данные инструмента и тщательно продуманная стратегия наблюдений позволили учёным преодолеть все препятствия и всё-таки применить метод лучевых скоростей.
Оказалось, что массы HD 106315b и HD 106315c составляют 12,6 ± 3,2 и 15,2 ± 3,7 земных соответственно, а плотности – 4,7 ± 1,7 и 1,01 ± 0,29 граммов в кубическом сантиметре соответственно.
Для сравнения: плотность воды составляет 1 грамм в кубическом сантиметре, плотность типичных пород на поверхности Земли – 2,5, средняя плотность нашей планеты – 5,5 (она больше, чем у поверхностных пород, за счёт огромного железного ядра).
Очевидно, что первый из названных миров может иметь состав, похожий на земной, а вот второй состоит из чего-то гораздо менее плотного. Используя накопленные наукой знания о физике планет, авторы сделали вывод, что доля воды в массе HD 106315c составляет от 10 до 50 процентов. Конечно, верхняя и нижняя оценки отличаются друг от друга в пять раз, но даже нижняя в 500 раз превышает этот показатель для старушки Земли.
Впрочем, нельзя сбрасывать со счетов версию, что перед нами не "водный мир", а скалистое ядро, окружённое толстой оболочкой из водорода и гелия.
"Эта планетарная система демонстрирует разнообразие в составе планет, и, поскольку они движутся по диску яркой звезды, можно будет изучить их атмосферы. С помощью современных инструментов в настоящее время можно наблюдать атмосферу планеты c, но для планеты b нам нужно будет ждать таких инструментов, как космический телескоп "Джеймс Уэбб", который будет запущен в 2019 году", – отмечает Баррос.
К сожалению, обе планеты слишком близки к свой звезде, чтобы стать колыбелью жизни.
Напомним, что "Вести.Наука" ранее писали о том, как "Хаббл" обнаружил воду на землеподобных планетах, сколько живительной влаги в знаменитой системе TRAPPIST-1 и о водных ресурсах газовых гигантов.
