В 25 световых годах от нас, вокруг тусклой красной звезды, кружит мир, который заставляет астрономов снова и снова проверять свои расчёты. Планета GJ 3378 b — не новичок в каталогах, но свежий взгляд на старые данные превратил её из рядового объекта в одного из самых интригующих кандидатов для поиска жизни за пределами Солнечной системы. Дело не в сенсационных сигналах — их нет. Дело в том, что планета оказалась меньше, ближе к своей звезде и, возможно, куда более землеподобной, чем считалось раньше.

Красный карлик и его невидимый спутник

GJ 3378 b обращается вокруг звезды спектрального класса M4 V — холодного красного карлика, который излучает лишь малую долю света нашего Солнца. Сама звезда расположена на расстоянии примерно 25 световых лет от Земли, что по галактическим меркам делает систему почти соседской. Первые оценки, полученные с помощью спектрографа SPIRou, приписывали планете массу не менее 5,26 земных и период обращения в 24,73 дня. Это был мир, скорее напоминающий мини-нептун, чем каменистую планету.

Однако международная группа исследователей решила перепроверить эти цифры, объединив данные сразу нескольких инструментов. К наблюдениям SPIRou добавили 137 замеров, сделанных спектрографом Habitable-zone Planet Finder на телескопе Хобби-Эберли, 18 измерений от прибора NEID, установленного на телескопе WIYN, и архивные данные проекта CARMENES. Такой массив информации позволил уточнить орбитальные параметры — и картина заметно изменилась.

Новый анализ показал, что период обращения GJ 3378 b составляет не 24,73, а 21,45 дня. Это значит, что планета находится ближе к своей звезде, чем предполагалось. Но куда важнее другое: минимальная масса объекта упала до 2,3 масс Земли. Это значение уже вполне совместимо с планетой, сложенной преимущественно из горных пород, хотя метод радиальных скоростей, с помощью которого открыто большинство непроходящих экзопланет, даёт лишь нижний предел массы. Реальная масса зависит от наклона орбиты, который пока неизвестен.

Призрачный радиус и каменистый характер

Прямых измерений размера GJ 3378 b у астрономов нет: планета не проходит по диску своей звезды, и телескоп TESS, специально искавший транзиты, не обнаружил ни малейшего намёка на них. Чтобы прикинуть радиус, учёные применили теоретическую зависимость между массой и радиусом для планет земного типа, предположив, что орбита видна почти с ребра. Получилась цифра около 1,29 радиуса Земли. Если эта оценка верна, перед нами мир чуть крупнее нашего, с твёрдой поверхностью и, вероятно, железным ядром.

Отсутствие транзита — серьёзное препятствие для изучения атмосферы. Когда планета проходит перед звездой, часть света фильтруется сквозь её газовую оболочку, и спектрографы могут уловить химические отпечатки молекул. Без транзита исследователям остаётся ждать телескопов следующего поколения с зеркалами диаметром около 30 метров, которые, возможно, сумеют разделить свет планеты и звезды, несмотря на их крошечное угловое расстояние на небе.

На краю зоны жизни

Орбита GJ 3378 b лежит у внутренней границы консервативной обитаемой зоны — области вокруг звезды, где планета с подходящей атмосферой способна удерживать воду в жидком состоянии. Планета получает от своего красного карлика около 91% той энергии, что Земля получает от Солнца. Равновесная температура поверхности оценивается примерно в 272 кельвина, то есть около минус одного градуса Цельсия. Само по себе это ни о чём не говорит: будь на планете плотная парниковая атмосфера, температура могла бы быть значительно выше, а без атмосферы вода замёрзнет даже при более щедром освещении.

Именно атмосфера остаётся главной загадкой. Красные карлики в молодости отличаются скверным характером: они испускают мощные вспышки ультрафиолета и рентгеновского излучения, способные буквально сдуть газовую оболочку с близкой планеты. Сохранила ли GJ 3378 b хоть какую-то атмосферу — вопрос открытый. Исследователи рассчитали, что при предполагаемом радиусе скорость убегания с поверхности составляет около 15 километров в секунду. Это помещает планету в опасную близость к так называемой «космической береговой линии» — эмпирической границе, разделяющей миры, способные удержать атмосферу, и те, что обречены её потерять. Положение на этой линии означает, что судьба газовой оболочки GJ 3378 b могла сложиться по-разному в зависимости от деталей её истории и точных значений массы и радиуса. Похожая ситуация наблюдается у скалистой планеты, истекающей гелием, где потеря атмосферы уже зафиксирована напрямую.

Почему астрономы не сводят с неё глаз

Интерес к GJ 3378 b подогревается не только её близостью и потенциальной скалистостью. Красные карлики — самый распространённый тип звёзд в Млечном Пути, и если планеты в их обитаемых зонах регулярно теряют атмосферы, шансы найти жизнь у таких светил резко падают. Если же GJ 3378 b сумела уберечь свою газовую оболочку, она станет первоочередной целью для будущих миссий по поиску биосигнатур. В любом случае, этот мир — естественная лаборатория для проверки теорий о том, как излучение звезды влияет на эволюцию планет.

Пока никаких признаков жизни, разумеется, не обнаружено. Более того, даже каменистый состав не подтверждён наверняка: без знания истинной массы и радиуса планета может оказаться водным миром с толстой ледяной корой или мини-нептуном с протяжённой водородной атмосферой. Но именно такие объекты, как GJ 3378 b, позволяют астрономам шаг за шагом сужать круг поисков, отделяя многообещающие цели от бесплодных скал.

Среди тысяч известных экзопланет лишь немногие находятся одновременно близко к Земле, в обитаемой зоне и обладают массой, допускающей твёрдую поверхность. GJ 3378 b отвечает всем трём критериям — пусть и с оговорками. Её дальнейшее изучение, вероятно, станет одним из приоритетных направлений в ближайшие годы, когда в строй войдут телескопы нового поколения. А пока этот мир остаётся молчаливым соседом, который то ли прячет от нас свои секреты, то ли просто не может их показать.