Число подтвержденных экзопланет, по данным НАСА, уже приближается к 6300, причем 223 из них — каменистые миры. На этом фоне Канада разрабатывает новую микроспутниковую миссию POET, которая займется поиском и идентификацией планет размером с Землю и «суперземель» у маломассивных и холодных звезд.
Главная цель проекта — так называемые ультрахолодные карлики. К ним относятся звезды классов K и M, а также коричневые карлики — «несостоявшиеся звезды», занимающие промежуточное положение между газовыми гигантами и самыми легкими звездами. Подробное описание миссии в виде препринта опубликовано на портале arXiv.
Почему именно маленькие звезды
POET будет использовать транзитный метод — один из самых распространенных и успешных подходов. Когда планета проходит на фоне диска своей звезды, яркость светила на короткое время чуть падает. Аппарат будет фиксировать именно эти микропровалы блеска. У ультрахолодных карликов сигнал особенно удобен для обнаружения: если звезда имеет диаметр всего около 10% солнечного, то планета размером с Землю перекрывает относительно гораздо большую долю ее диска, чем при транзите у звезды, похожей на Солнце. Проще говоря, «тень» планеты становится заметнее на фоне маленького и тусклого светила.
Новая миссия опирается на опыт предыдущих канадских микроспутников — MOST (запущен в 2003 году) и NEOSSat (запущен в 2013 году). Оба аппарата несли телескопы диаметром 15 см и работали только в видимом диапазоне. MOST изучал звезды для определения их возраста и состава, NEOSSat искал астероиды и космический мусор. Одним из ярких результатов MOST стало наблюдение «горячего юпитера» у звезды HD 209458, которое показало, что планета отражает очень мало света, то есть имеет низкое альбедо.
POET будет отличаться от предшественников сразу по двум ключевым направлениям. Во-первых, у него планируется телескоп диаметром 20 см — больше апертура, выше чувствительность. Во-вторых, аппарат сможет работать не только в видимом диапазоне, но и в ближнем ультрафиолете, ближнем инфракрасном и коротковолновом инфракрасном диапазонах. Предполагаемая дата запуска — 2029 год. Текущее же исследование посвящено тому, какие именно цели сможет наблюдать POET и сколько экзопланет разных размеров он потенциально откроет.
Как выбирали цели
Для этого исследователи создали каталог ультрахолодных карликов — список звезд-кандидатов, подходящих для наблюдений. Затем каталог отфильтровали: исключили двойные системы и слишком яркие звезды, так как избыточный свет мешает разглядеть слабый транзитный сигнал. После этого применили серию компьютерных симуляций, чтобы оценить эффективность POET в поиске землеподобных планет.
В итоге исходный список из более чем 7200 кандидатов сократился до чуть более 3000 ультрахолодных карликов, расположенных в пределах 100 парсеков (примерно 326 световых лет) от Земли. По расчетам, POET сможет обнаруживать планеты размером от 1 до 2,5 радиуса Земли с орбитальными периодами от 7 до 50 дней. Для годовой миссии авторы дополнительно выделили от 100 до 300 наиболее приоритетных целей.
Авторы подчеркивают: новые планеты земного размера у ближайших ультрахолодных карликов станут особенно ценными объектами для изучения атмосфер. Если их орбитальные периоды окажутся короче недели, то такие миры, вероятно, будут находиться в обитаемых зонах своих холодных звезд. А это автоматически делает их главными целями для поиска биосигнатурных газов — сначала с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб», а в будущем — с помощью планируемой обсерватории Habitable World Observatory.