Сборная группа астрономов сообщила о завершении анализа самых последних данных, полученных от космической обсерватории «Кеплер». Финальная научная кампания телескопа продлилась около двух недель, в последнюю из которых телескоп был почти неуправляемым. Но даже из такого набора данных учёные смогли вытянуть информацию о трёх новых обнаруженных экзопланетах. Телескоп выдавал результат до последней капли топлива в баках.

Источник изображения: NASA Jet Propulsion Laboratory

Обсерватория «Кеплер» создавалась для охоты за экзопланетами. Телескоп был запущен в 2009 году на орбиту вокруг Земли. Аппарат должен был следить за яркостью звёзд на северном небе, определяя наличие экзопланет по провалам в кривой блеска звёзд, когда планеты пересекали их диски. За четыре года «Кеплер» отследил кривые блеска 150 тыс. звёзд и обнаружил около 2000 экзопланет. На этом срок его миссии закончился, но научная работа не прекратилась — в баках обсерватории ещё оставалось топливо.

Впрочем, проблема была не только в заканчивающемся горючем. За 4 месяца до завершения миссии у телескопа отказал один из гироскопов, а ещё через 10 месяцев после окончания топлива отказал второй (всего их было 4). Телескоп стало трудно ориентировать и удерживать в стабильном положении, и его на время отключили. Весной 2014 года «Кеплер» вернули к работе, решив задачу стабилизации оригинальным образом. Третьей «точкой опоры» стал солнечный ветер. Это не позволяло направлять телескоп куда вздумается, но в пару десятков мест неба «Кеплер» теперь мог смотреть с уверенностью.

После этого телескоп работал ещё свыше четырёх лет, делая это «набегами», которые учёные стали называть кампаниями. Последняя кампания началась в августе 2018 года на почти сухих баках. Десять дней «Кеплер» собирал высококачественные данные и ещё неделю смог проработать с постоянной потерей стабилизации. 30 октября 2018 года телескоп официально отправлен на пенсию.

За почти девять лет наблюдений он открыл свыше половины из надёжно зарегистрированных за пределами нашей системы 5000 экзопланет. И даже последние дни работы телескопа принесли открытия — расшифрованные данные рассказали об открытии двух экзопланет и одного кандидата в экзопланеты.

Интересно добавить, что к анализу последних данных «Кеплера» привлекли астрономов-любителей. Энтузиасты охотно тратят личное время на ручной анализ данных. Именно благодаря им были сделаны открытия в последних данных «Кеплера», для чего потребовалось глазами просмотреть кривые блеска почти 33 тыс. звёзд.

Две подтвержденные планеты — это K2-416 b, которая примерно в 2,6 раза больше Земли и обращается вокруг своей звезды примерно каждые 13 дней, и K2-417 b — чуть более крупная планета, которая более чем в три раза больше Земли и обращается вокруг своей звезды каждые 6,5 дней. Из-за размера и близости к своим звёздам обе планеты относятся к классу «горячих мини-нептунов». Они расположены на расстоянии около 400 световых лет от Земли.

Планета-кандидат EPIC 246251988 b — это самая большая из трёх планет. Она почти в четыре раза больше Земли. Эта планета размером с Нептун и обращается она по орбите вокруг своей звезды примерно за 10 дней. От Земли до неё 1200 световых лет.

«Мы обнаружили, вероятно, последние планеты, когда-либо открытые "Кеплером", в данных, полученных, когда космический аппарат буквально работал на износ, — сказал Эндрю Вандербург, доцент физики факультета астрофизики и космических исследований имени Кавли Массачусетского технологического института. — Сами планеты не особенно необычны, но их нетипичное открытие и историческое значение делают их интересными».

Согласно результатам нового исследования, опубликованного международной командой учёных в журнале Nature Astronomy, довольно близко к Земле обнаружены необычные планеты, которые могут быть полностью покрыты водой. Астрономические модели допускали существование таких объектов, но впервые появились реальные свидетельства их существования.

Водный мир в представлении художника. Источник изображения: NASA

Учёные, заинтригованные данными, полученными космическим телескопом «Кеплер» в 2014 году, обратили внимание на экзопланеты Kepler-138c и Kepler-138d, вращающиеся вокруг звезды, расположенной в 218 световых годах от Земли в созвездии Лиры. Для дальнейшего изучения использовались телескопы «Хаббл» и уже не работающий «Спитцер», которые помогли установить состав планет — вероятно, в значительной степени они состоят из воды.

По словам астрофизиков, участвовавших в проекте, ранее считалось, что планеты размером больше Земли обычно представляют собой нагромождения металлов и скал — поэтому их ещё называют «суперземлями». Теперь выяснилось, что планеты Kepler-138c и d заметно отличаются от моделей — вероятно, они покрыты водой, составляющей значительную часть их массы. Существование таких миров давно предсказывалось, но впервые наблюдаются объекты, которые можно уверенно назвать «водными мирами».

Впрочем, полной уверенности в том, что планеты действительно покрыты водой, пока быть не может — нет возможности исследовать их подробнее. Тем не менее, удалось подсчитать их плотность. Хотя каждая из них втрое больше Земли по объёму, масса одной и другой планеты всего вдвое выше, что говорит об их низкой плотности. Такая плотность косвенно свидетельствует о том, что значительная часть объёма планеты занята чем-то тяжелее водорода или гелия, из которых состоят атмосферы газовых гигантов — но легче скал, которые рассчитывали обнаружить учёные. Вполне вероятно, что речь идёт именно о воде.

Источник изображения: Université de Montréal

Исследователи не исключают, что структурно планеты напоминают некоторые ледяные луны Солнечной системы, на которых подо льдом скрывается жидкая вода. При этом экзопланеты намного больше и намного ближе к местному светилу Kepler-138, поэтому условия на них отличаются, как минимум, более высокой температурой.

По мнению исследователей, температура атмосферы Kepler-138c и Kepler-138d намного выше температуры кипения воды, поэтому в атмосферах, вероятно, много пара. Тем не менее, под атмосферой должна скрываться жидкая вода или вода такой температуры и под таким давлением, что исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Речь идёт о т.н. сверхкритической жидкости.

Экзотические миры стали не единственным сюрпризом в изучаемой звёздной системе. В 2014 году астрономы обнаружили в ней всего три планеты, но имеются свидетельства существования ещё одной — Kepler-138e, маленького мира, делающего полный оборот вокруг звезды за 38 дней на дистанции, которая, в теории, позволяет существовать на поверхности жидкой воде. Дополнительные исследования показали, что ближайшая к звезде планета Kepler-138b приблизительно размером с Марс — одна из самых маленьких из более 5000 планет, пока обнаруженных за пределами Солнечной системы.

Учёные надеются, что планеты, вращающиеся вокруг красного карлика Kepler-138, станут не последними обнаруженными объектами подобного типа. По мере того как совершенствуются инструменты и методики обнаружения, вероятно, будет выявляться всё больше водных миров вроде Kepler-138c и d.