Обсерваториями Кека и Джемини было подтверждено обнаружение первой экзопланеты, размером с Землю, орбита которой расположена в обитаемой зоне. Первоначальным открытием, которое было сделано космическим телескопом Кеплер (НАСА), стало обнаружение нескольких маленьких планет, что в дальнейшем было подтверждено большими телескопами, находящимися на земле. Также было подтверждено, что планеты размером с Землю действительно существуют в обитаемой зоне других звезд.
«Что делает данное открытие особенно убедительным, это то, что планета размером с Землю, является одной из пяти, движущихся по орбите звезды, которая холоднее, чем Солнце, и [эта планета] пребывает в умеренном регионе, где вода может находиться в жидком состоянии», – говорит Элайза Куинтана (Elisa Quintana) из организации SETI Institute и Исследовательского центра Эймса в НАСА (США), ведущий автор научной статьи, опубликованной в текущем номере журнала Science.
Регион, где планета движется по орбите звезды, называется обитаемой зоной, так как считается, что жизнь возможна на планетах, где есть жидкая вода.
Материнская звезда небольшого размера, поэтому исследователи использовали технологию, которая исключила все возможные помехи. Они сделали наблюдения крайне высокого пространственного разрешения при помощи восьмиметрового северного телескопа Джемини, расположенного на щитовом вулкане Мауна-Кея на Гавайях. При этом использовалась технология, называемая «спекл-изображение». А на десятиметровом телескопе Кек II, который также расположен на Мауна-Кея, использовалась технология адаптивной оптики (АО). Совместно собранные данные позволили ученым исключить источники, находящиеся в зоне видимости звезды, которые могли помешать доказать открытие, сделанное спутником Кеплер. Соответственно, было заключено, что сигнал, обнаруженный спутником, исходит от маленькой планеты, движущейся по орбите материнской звезды.
«Данные телескопов Кек и Джемини – это два пазла одной картинки, – говорит Куинтана. – Без этих дополняющих друг друга наблюдений, мы не смогли бы подтвердить существование планеты размером с Землю».
Она также добавляет: «Эту планету размером с Землю трудно определить и подтвердить ее существование, а сейчас, когда мы уже ее нашли, мы хотим продолжить искать и другие. Джемини и Кек, без сомнений, сыграли огромную роль в этом амбициозном проекте».
Материнская звезда, называемая Кеплер-186, является карликом типа М1, который находится относительно близко к нашей Солнечной системе, на расстоянии в 500 световых лет, и входит в созвездие Сигнус («Лебедь»). Эта звезда очень тусклая: она в более чем в половину миллиона раз тусклее, чем самые неяркие звезды, которые можно увидеть невооруженным глазом. Было найдено 5 маленьких планет, движущихся по орбите этой звезды, 4 из них имеют очень короткие орбиты и они слишком горячие. Планета, которая названа Кеплер-186f, однако, имеет размер нашей Земли, и ее орбита проходит в обитаемой зоне звезды. Доказательство Кеплера этой планетарной системы основано на определении астрономических транзитов. Эти транзиты можно представить как маленькие затмения материнской звезды, которые возникают из-за планеты (или планет), если смотреть с Земли. Когда такие планеты закрывают часть света звезды, ее общая яркость уменьшается. Кеплер определяет это как вариации в общем свете звезде, а также как доказательство существования планет. Поэтому более чем 3 800 возможных планет можно определить, используя способ Кеплера.
На телескопе Джемини использовалась камера Differential Speckle Survey Instrument (DSSI). Она работает по принципу, который использует множество коротких излучений, направленных на объект, что позволяет устранить любые помехи, возникающие из-за атмосферной турбулентности, и получить снимки наивысшей четкости.
При наблюдениях при помощи Обсерватории Кека использовалась система адаптивной оптики Natural Guide Star, а также камера NIRC2 на телескопе Кек II. Камера NIRC2 (камера ближней области спектра инфракрасного излучения) функционировала вместе с системой адаптивной оптики для получения четких снимков, достигая пространственного разрешения, которое можно сравнить с изображениями, получаемыми телескопом Хаббл, хотя, может, первые даже и лучше.
«Наблюдения, полученные при помощи телескопов Кек и Джемини, в сочетании с другими данными и вычислениями, позволили нам быть на 99,98% уверенными, что планета Кеплер-186f существует, – говорит Томас Барклай (Thomas Barclay), ученый и соавтор научной статьи. – Кеплер начал эту историю, а Джемини и Кек помогли ее закончить».