Наука об экзопланетах и поиски жизни за пределами Земли продолжают развиваться с головокружительной скоростью. Число подтвержденных НАСА экзопланет быстро приближается к 6300, из которых 223 относятся к земным (каменистым) экзопланетам. С каждым днем растет вероятность открытия все большего числа экзопланет размером с Землю, и новые телескопы со всего мира получают возможность внести свой вклад в эту невероятную область исследований.
Канада предлагает новую миссию на микроспутниках под названием POET (Photometric Observations of Exoplanet Transits), которая в настоящее время находится в разработке и будет заниматься поиском и идентификацией экзопланет размером с Землю и суперземель, вращающихся вокруг звезд меньшего размера и более холодных, чем наше Солнце, которые исследователи называют «ультрахолодными карликами». К ним относятся звезды K-типа, M-типа и коричневые карлики, последние из которых обозначаются как «несостоявшиеся звезды», размеры которых варьируются от газовых гигантов до звезд M-типа. Результаты исследования в настоящее время доступны в виде препринта на arXiv и ранее были представлены в Proceedings of SPIE Volume 13627, Techniques and Instrumentation for Detection of Exoplanets XII.
Телескоп POET будет регистрировать транзиты экзопланет, когда они проходят перед своей звездой-хозяином, что вызывает небольшое и кратковременное снижение яркости и является одним из наиболее распространенных методов идентификации и обнаружения экзопланет. Поскольку POET будет искать экзопланеты размером с Землю, вращающиеся вокруг ультрахолодных карликовых звезд, предполагается, что снижение яркости будет намного больше, чем у экзопланет размером с Землю, проходящих перед гораздо более крупными звездами. Это связано с тем, что ультрахолодные карликовые звезды, по оценкам, составляют примерно 10 процентов диаметра Солнца, а это значит, что отношение размера планеты к размеру звезды намного больше.
POET является продолжением предыдущих канадских миссий микроспутников, в частности, миссий MOST (Microvariability and Oscillations of Stars) и NEOSSat (Near-Earth Object Surveillance Satellite), запущенных в 2003 и 2013 годах соответственно. Оба телескопа имели диаметр 15 сантиметров и работали только в видимом диапазоне длин волн: миссия MOST изучала звезды для определения их возраста и состава, а NEOSSat занималась поиском астероидов и космического мусора. Миссия MOST прославилась открытием экзопланеты «горячий Юпитер», вращающейся вокруг звезды HD 209458, обладающей очень низким альбедо (отражательной способностью).
Между POET и первыми двумя миссиями есть два основных отличия, включая размер и возможности получения изображений. Планируется, что POET будет оснащен 20-сантиметровым телескопом, обеспечивающим более широкую апертуру для получения изображений экзопланет, и сможет получать изображения объектов в ближнем ультрафиолетовом, видимом ближнем инфракрасном и коротковолновом инфракрасном диапазонах. В настоящее время запуск POET запланирован на 2029 год, поэтому целью данного исследования было обсуждение предлагаемых целей и прогнозируемых результатов относительно того, сколько и каких размеров экзопланет сможет обнаружить POET.
Для достижения этой цели в исследовании представлен входной каталог ультрахолодных карликов POET, состоящий из кандидатов в ультрахолодные карлики, которые POET может обнаружить во время своей миссии. Команда сузила этот список несколькими методами, включая исключение двойных систем или сверхъярких звезд из-за повышенной яркости, которая потенциально может затруднить идентификацию экзопланет. Команда использовала ряд компьютерных моделей для моделирования того, как POET будет идентифицировать экзопланеты размером с Землю.
В итоге исследователи сузили свой каталог с более чем 7200 кандидатов в ультрахолодные карлики до чуть более 3000, все из которых находятся в пределах 100 парсеков (326 световых лет) от Земли. Кроме того, предполагается, что POET сможет обнаруживать экзопланеты размером с Землю с периодами обращения от 7 до 50 дней и радиусом от 1 до 2,5 радиуса Земли. В конечном счете, исследователи сократили этот список кандидатов до 100–300 наиболее приоритетных целей для годичной миссии.
В заключение исследования говорится: «Вновь обнаруженные планеты размером с Землю, расположенные вокруг ближайших ультрахолодных карликов, станут отличными целями для изучения их атмосферы. Имея орбитальные периоды менее 7 дней, они, вероятно, находятся в обитаемых зонах своих ультрахолодных звезд-хозяев. Они автоматически станут приоритетными целями для поиска биосигнатурного газа с помощью космического телескопа Уэбба или, в будущем, с помощью Обсерватории обитаемых миров. Таким образом, POET может предоставить одни из самых перспективных аналогов Земли для поиска внесолнечной жизни».
