Действительно ли мы одиноки во Вселенной? Над этим вопросом человечество ломает голову уже много веков. Ещё не так давно считалось, что Земля является единственной планетой во вселенной, где существует жизнь, но теперь учёные уже не так твёрдо в этом убеждены.
Новые технологии спектрометрического измерения лучевой скорости звёзд позволили учёным взглянуть далеко за пределы нашей Солнечной системы и полученные данные подтвердили их мысли о том, что Земля далеко не так уникальна, как считалось раньше. Согласно последним подсчётам NASA в пределах Млечного Пути насчитывается минимум 200 миллиардов звёзд и по меньшей мере от 10 до 20% из них могут быть обитаемыми мирами.
Когда впервые были найдены экзопланеты
Первые предположения о существовании землеподобных тел, которые вращаются вокруг других небесных светил были сделаны ещё средневековыми учёными Коперником и Джордано Бруно. Но до 1995 года официальная наука считала существование похожих на Землю экзопланет чистой воды спекуляцией. Теперь же учёные убедились, что почти возле каждой звезды есть одна или несколько планет, а это уже сотни миллионов потенциально обитаемых миров только в пределах одной лишь нашей галактики.
К сожалению, технологии обнаружения экзопланет сегодня находятся в зачаточном состоянии, но в NASA надеются совершить огромный прорыв уже в ближайшее десятилетие. Строительство мощных орбитальных телескопов должно увеличить знания во многих областях астрономии и в первую очередь в поиске обитаемых миров.
Что такое экзопланеты и какие есть типы экзопланет
Экзопланетой называется любая планета, которая находится вне солнечной системы. Они могут иметь самый разный размер и состав - от маленьких скалистых планет до огромных газовых гигантов. Всего в настоящее время открыто 3,583 экзопланеты в 2688 планетарных системах. Существует разные способы классификации экзопланет, но по стандарту NASA они разделяются на следующие типы
Экзо Земли. Это планеты земной группы, которые имеют сходные с нашей массу, состав, радиус, атмосферу и орбиту в обитаемой зоне своей звезд. В основном они состоят из тяжёлых элементов, таких как силикатные породы и металлы. В них присутствует металлическое ядро, силикатная мантия и кора. Также они обладают достаточным магнитным полем, для сохранения атмосферы и защиты поверхности от избытка радиации и звёздных ветров. Поэтому среди первых кандидатов на роль новой родины для землян рассматриваются именно такие экзопланеты, похожие на Землю по всем основным параметрам.
Суперземли . Это планеты с массой 1–10 Земной. Данный термин не делает упор на обитаемости и поверхностных условиях небесного тела. Им обозначаются все новые экзопланеты масса которых превышает Земную, но не дотягивает до газовых гигантов. Они могут быть как полностью непригодными для обитания, так и обладать всеми условиями для жизни.
Планеты-океаны и планеты-пустыни . Это экзопланеты, являющиеся либо на 100% покрытыми водой в жидком виде, либо, наоборот, представляющие собой абсолютно сухую пустыню без малейших следов воды в любом её виде.
Учёные полагают, что шансы зарождения жизни в пределах водных миров, которые находятся на стабильной орбите, достаточно высоки. Планеты-пустыни, в свою очередь, абсолютно мертвы и вряд ли могут послужить новым пристанищем для человека в будущем.
Газовые гиганты . Газовыми гигантами называют все планеты с массами, превышающими земную в 10 раз и составом, состоящим из небольшой каменистой сердцевины, окружённой водородом и гелием. Почти все открытые экзопланеты, обнаруженные с самого начала являются именно газовыми гигантами, поскольку обнаружить их гораздо легче, чем небольшие скалистые планеты земного типа.
Горячие Юпитеры . Это газовые гиганты, которые вращаются очень близко вокруг своей звезды. Это своего рода высокотемпературный вариант обычного газового гиганта.
На первых порах они стали полной неожиданностью для учёных, поскольку такие тела могут образовываться только в значительной удалённости от звезды где водородные соединения могут смерзаться в твёрдые куски льда. Позже было доказано, что Горячие Юпитеры являются обычными газовыми гигантами, которые мигрируют к центру своей солнечной системы, будучи захваченные гравитацией звезды.
Кочевые планеты . Планеты без звезды, свободно плавающие по всей галактике. По оценкам, учёных количество планет-изгоев в нашей галактике очень высоко и исчисляется сотнями миллиардов, но обнаружить их трудно. Шансы, что на такой планете может существовать жизнь очень малы. К тому же они могут представлять опасность для других более гостеприимных миров.
Существуют ещё и гипотетические типы планет, как например, хтонические и пульсарные планеты. Первые представляют собой бывшие газовые гиганты, обожжённые до полной потери газовой оболочки, а вторые - мёртвые небесные тела, которые обращаются вокруг пульсаров.
Первые изученные экзопланеты, пригодные для жизни
Kepler-62 f
По мнению многих учёных, эта планета является одной из самых похожих на Землю. Она в 1,4 раза больше Земли и относится к классу тёплых суперземель. Её солнце - одиночный оранжевый карлик в созвездии Лира Kepler-62 возрастом от 4 до 7 млрд лет. Считается, что с большой долей вероятности там есть жидкая вода и атмосфера с преобладанием углекислого газа, поэтому планета находится в целевом списке SETI. Единственный минус - расстояние. Kepler-62 f находится в 1200 световых лет от нас, поэтому подробно изучить её в обозримом будущем не представляется возможным.
Gliese 667 C c
Если и существуют экзопланеты, пригодные для жизни, то Gliese 667 C c обязательно попадёт в этот список. Её плюсы - это температурный режим, на 90% схожий с земным, наличие достаточно плотной атмосферы с высоким содержанием CO2 и относительная близость к Земле (22 световых года). В качестве основного минуса можно считать массу, превышающую земную минимум втрое. Поэтому будущим колонистам придётся существовать при повышенной гравитации. Планета вращается вокруг красного карлика Глизе 667. Его возраст оценивается в 4–7 млрд лет, а масса составляет всего 31% от массы Солнца.
Kepler-62 e
Перспективная суперземля, которая вращается вокруг звезды Kepler-62. Астрономы уверены, что её масса лишь в 1,6 раз превышает земную, а 90% её поверхности покрыты тёплым океаном. Настоящая планета-курорт, которая имеет все шансы стать уютным домом для различных водных организмов (по подсчётам NASA вероятность этого составляет до 70–80%).
Gliese 581 g
Ещё одна планета со спорным статусом, существование которой то подтверждается, то снова опровергается. Предположительно она расположена возле звезды Глизе 581 в созвездии Весов, в 20,4 световых годах от Земли. Учёные, которые не сомневаются в её существовании, уверяют, что по уровню пригодности для населения она является одной из самых привлекательных. Красный карлик должен давать достаточно тепла, чтобы на этой каменистой планете могли существовать свои реки, озёра и моря. Поэтому исследования вокруг Gliese 581 g ведутся до сих пор.
Kepler-22 b
Пожалуй, самая знаменитая и хорошо изученная экзопланета. По оценке учёных, даже в случае самых худших их опасений эта планета окажется пригодной для относительно комфортной жизни. Её радиус больше земного в 2,4 раза, поэтому сила гравитации в любом случае должна быть приемлемой. Ещё предполагается наличие атмосферы с высоким содержанием CO2 и наличие большого количества воды, которая покрывает всё за исключением полярных шапок.
Солнце планеты - Kepler-22 находится между созвездиями Лебедя и Лиры. Оно аналогично земному солнцу по спектральному классу, а его радиус и масса равны 0,979 и 0,970 от солнечных. В общем, почти как дома. Правда, лететь придётся далековато - 619 световых лет.
Новые экзопланеты
Самым новым открытием астрономов является одиночная звезда в созвездии Водолея TRAPPIST-1, вокруг которой вращается семь экзопланет. Эта планетарная система удалена от Земли на 40 световых лет и по единогласному мнению учёных из NASA, её открытие является грандиозной удачей. Ведь по предварительным оценкам все семь экзопланет похожи по размеру на Землю и по меньшей мере на поверхности трёх из них есть жидкая вода. Сама звезда является красным карликом возраст которого оценивается примерно в 500 млн лет. И хотя планеты расположены довольно близко к светилу, его активность является сравнительно невысокой, поэтому планеты вряд ли будут представлять собой аналоги нашей Венеры.
Почему открытие TRAPPIST-1 является столь важным? Учёные называют несколько основных преимуществ этой планетарной системы перед остальными. Первое - молодость и стабильность солнца. М-карлики живут долго, а значит, если человек туда когда-нибудь доберётся, он гарантированно застанет на месте все семь экзопланет. Второе - гостеприимность. В атмосфере трёх из семи планет есть кислород, углекислый газ и озон, что предполагает надёжную защиту от солнечной радиации. Третье - 40 световых лет является сравнительно небольшим расстоянием. Поэтому открытие экзопланет в системе TRAPPIST-1 действительно является крайне важным событием, значимость которого трудно переоценить.
Проксима Центавра b - ближайшая экзопланета земного типа
Проксима Центавра b является ближайшей к Земле экзопланетой (4,22 световых года), находящейся в так называемой зоне обитаемости. Этот фактор очень важен, поскольку остальные экзопланеты, похожие на Землю расположены в десятках и сотнях световых лет от нас. Не исключено, что первые попытки экспедиции в дальний космос будут направлены именно в эту сторону.
Но не так всё радужно, как кажется на первый взгляд. Исходя из имеющихся данных NASA, Проксима Центавра b - это холодная каменистая суперземля, которая получает колоссальное количество радиационного излучения от своего светила. Поэтому первым людям, которые там побывают, вряд ли можно надеяться на гостеприимный приём. Впрочем, человечество пока всё равно не располагает эффективными средствами для дальних космических путешествий. Это даёт надежду, что к моменту изобретения первых межзвёздных кораблей неподалёку от нас будут найдены новые и более перспективные экзопланеты.
Когда станет возможной колонизация ближайших экзопланет и какие существуют препятствия
Открытие экзопланет - на 100% пригодных для заселения является лишь половиной дела. Даже если неподалёку от Земли (1-10 световых лет) будут найдены экзопланеты подходящие по всем параметрам, от них нас всё равно отделяют такие гигантские расстояния, что космические экспедиции пока кажутся совершенно нереальными.
В настоящий момент уже существуют проекты космических парусников и термоядерных ракет, способных покинуть пределы Солнечной системы, однако, их испытания столкнулись с несколькими серьёзными трудностями. Основная - низкий КПД. Даже если корабли достигнут запланированной скорости, полёт к ближайшей звезде займёт минимум 10 лет в один конец. Вторая - неизбежное повреждение корпуса космической пылью при достижении высоких скоростей. Третья - разрушительные нагрузки на человеческое тело во время ускорения или торможения.
И это уже не говоря за такие опасности, как риск радиационного облучения экипажа во время полёта или возможные психологические проблемы связанные со столь длительным нахождением в закрытом пространстве.
На что можно рассчитывать в ближайшем будущем
Другие перспективные разработки, как, например, фотонный двигатель на магнитных монополях, ионный двигатель, Двигатель Бассарда или аннигиляционные двигатели в теории могут быть реализованы в ближайшие десятилетия и способны обеспечить достаточную производительность для сокращения длительности полёта к тем же Альфа Центавра или Звезде Барнарда до 2–5 лет. Но при этом вторая и третья проблема всё равно остаются открытыми.
Хорошей альтернативой могли бы стать мгновенные перемещения с помощью так называемых «кротовых нор» или варп-двигателей, но на текущий момент всё это относится больше к разряду научной фантастики. Возможность существования первых сегодня вообще находится под вопросом, а вторые хоть и имеют под собой теоретическое обоснование (благодаря труду физика Мигеля Алькубьерре), но как реализовать эти принципы на практике пока никто даже не представляет. Поэтому по оценке NASA в ближайшее столетие о пилотируемых экспедициях за пределы солнечной системы можно даже не мечтать, а основная программа колонизации будет направлена в сторону Марса и спутников Юпитера.
Есть ли шанс обнаружить жизнь на известных экзопланетах? На этот счёт учёные не осмеливаются делать никаких точных предположений. С помощью изучения таких экстремальных организмов, как гималайские пауки-скакуны, морские глубоководные кольчатые и дьявольские черви, различные глубоководные бактерии, коловратки Bdelloidea или тихоходки, биологи пытаются симулировать развитие жизненных форм на других планетах, но это пока похоже на движение вслепую. Единственное, что пока можно утверждать точно - никаких встреч с представителями высокоразвитых цивилизаций в ближайшее время можно не опасаться. Ведь несмотря на все усилия, за всю историю наблюдения не было обнаружено никаких искусственных сигналов, способных указать на инопланетный разум. А значит и вероятность пересечься с другими космическими путешественниками стремится к нулю.
Мы отобрали для вас самые интересные экзопланеты, открытые в 2016 году, и немножко расскажем, чем они так интересны. А иллюстрации художников помогут вам представить, как эти планеты могли бы выглядеть, если бы вы пролетали мимо них на космическом корабле «Алешенька».
Самая молодая полностью сформированная экзопланета
Возраст K2-33b составляет всего 5–10 млн лет. Размером планета примерно с наш Нептун, но к звезде располагается в 10 раз ближе, чем Меркурий к Солнцу, и полный оборот совершает вокруг нее за 5 земных дней. Чтобы так близко оказаться у звезды за столь короткий срок существования, ей пришлось либо очень быстро мигрировать с окраины системы, либо она зародилась на месте, а значит, большие планеты могут рождаться вблизи звезд и теория миграции с окраин не так однозначна. (Иллюстрация: NASA/JPL-Caltech.)
Планета, разгоняющая звезду
Еще ближе к своей звезде горячий юпитер HATS-18 : год там длится меньше земных суток. Благодаря такой близости, а также большой массе (в два раза тяжелее Юпитера) планета ускоряет вращение звезды с помощью приливных сил!
Выжившая экзопланета
Приливные силы действуют и деструктивно. Взять, например, планету-гигант K2-39b : она в 50 раз тяжелее и в 8 раз больше Земли, но вращается вокруг субгиганта (похожим великаном к концу жизни станет наше Солнце) и очень близко – год там длится всего 4,6 земных суток. Согласно подсчетам, эта планета давно должна была разрушиться от приливного воздействия звезды! Ученые отводят ей не больше 150 млн лет жизни. У крупных звезд такие «выжившие» большая редкость. (Иллюстрация: Vincent Van Eylen / Aarhus University.)
Планета с самой широкой орбитой
Объект 2MASS J2126-8140 был обнаружен в 2008 году и считался одинокой планетой, свободно блуждающей в космическом пространстве, либо холодным коричневым карликом. Теперь вот выяснилось, что, во-первых, масса его превышает Юпитер не больше чем в 15 раз (то есть это скорее планета), а во-вторых, в одном направлении с ним летит красный карлик TYC9486-927-1, оба объекта находятся в 104 световых годах от нас. Получается, что это система, и если так, то планета 2MASS J2126 ходит по самой удаленной орбите, известной науке, – триллион километров до звезды! Год на этой планете длится около 900 тысяч земных лет. Не совсем понятно, как такая система вообще может существовать. (Иллюстрация: University of Hertfordshire / Neil James Cook.)
Необъяснимо плотная планета
Планета EPIC212521166 b по диаметру в 2,6 раза больше Земли, но меньше Нептуна в полтора раза, при этом масса ее больше, чем у Нептуна и Урана. Соответственно, ее плотность больше, а гравитация сильнее, чем на любой планете Солнечной системы. Это очень необычно и ставит ряд вопросов к ее составу. Вероятно, она экстремально бедна легкими элементами – водородом и гелием, кроме того, с ядром из тяжелых элементов она может наполовину состоять из воды. Астрономам непонятно, как вообще такая планета могла сформироваться. (Иллюстрация: Hugh Osborn .)
Самый крупный татуин
Планет, кружащих сразу вокруг двух звезд (так называемых татуинов), известно уже больше десятка, но свеженькая Kepler-1647b – самая крупная из них и с самым длинным годом (1100 наших суток). Она расположена в 3700 световых годах от нас в созвездии Лебедя, ее светила похожи на Солнце, только одно чуть больше, другое чуть меньше, а сама планета имеет массу и размер Юпитера. Интересно, что она находится внутри обитаемой зоны, однако, поскольку является газовым гигантом, вряд ли на ней есть жизнь. Но если у нее вдруг есть крупные спутники, то почему бы жизни не быть там? (Иллюстрация: Lynette Cook.)
Планета с тройным закатом и белыми ночами
У планеты HD 131399 Ab , расположенной в 340 световых годах от Земли в созвездии Центавра, сразу три солнца! Но вращается она вокруг одного из них, причем на самой широкой орбите из известных в многозвездных системах: она отстоит от звезды в два раза дальше, чем Плутон от Солнца, и год там длится 550 земных лет. Большую часть этого времени светила видны близко друг к другу, и каждый день наблюдаются тройные закаты и восходы. Но примерно четверть года (около 140 земных лет) восход одной звезды совпадает с закатом другой, и в результате на планете все время светло. (Иллюстрация: ESO.)
Сразу три землеподобные экзопланеты
открыты у ультрахолодного карлика TRAPPIST-1 размером с Юпитер. Система расположена всего в 40 световых годах от нас в созвездии Водолея. Правда, все три планеты находятся за пределами обитаемой зоны, слишком близко к звезде. Хотя звезда тускла и холодна, но на планетах все равно жарко, по крайней мере на той стороне, что обращена к светилу (а они все смотрят на него всегда одной стороной). Впрочем, астрономы не исключают, что там могут быть участки с температурой ниже 126 °C, где есть жидкая вода и, возможно, какая-то жизнь. (Иллюстрация: ESO / M. Kornmesser.)
Ближайшая экзопланета
Самая важная экзопланета за всю историю астрономии – Proxima b открыта в 2016 году. Посмотрите, какой чудесный вид открывается с нее на материнскую звезду Проксиму Центавра и парочку ее компаньонов. Самое замечательное, что система эта – ближайшая к Солнцу и Земле, расположена она на расстоянии всего 4,23 светового года от нас, хотя даже это немало. Планета землеподобна, находится в обитаемой зоне своей звезды, и не исключено даже, что условия и климат там
Правообладатель иллюстрации PA Image caption На этом рисунке представлены сравнительные размеры Земли и планеты Kepler-452b (справа)
Орбитальный телескоп НАСА "Кеплер" позволил ученым заглянуть в ранее недоступные для изучения глубины Вселенной. Среди сделанных с его помощью открытий – планета, у которой очень много общего с Землей.
Планета, названная Kepler-452b, вращается по орбите вокруг своей звезды примерно на таком же расстоянии, что и Земля, хотя ее диаметр больше земного на 60%.
Ученые утверждают, что у этой планеты больше земных черт, чем у прочих земных аналогов, открытых ранее.
Такие планеты очень интересуют астрономов по той причине, что они достаточно компактны и прохладны, чтобы на их поверхности могла удерживаться вода в жидком состоянии. А это значит, что на них могут существовать условия, благоприятные для поддержания жизни.
Звездная система Kepler-452 находится на расстоянии 1400 световых лет от Земли в созвездии Лебедя.
Ведущий ученый данного проекта НАСА Джон Грюнсфельд, представляя это открытие, назвал планету Kepler-452b пока что наиболее похожей на Землю.
Соседство это относительное: при максимальной скорости удаления от Солнечной системы, достигнутой на сегодня каким-либо из рукотворных космических аппаратов, на то, чтобы достичь этой планеты, потребовалось бы более 25 млн лет.
Экзопланета
Новая планета пополнила список открытых "Кеплером" экзопланет – небесных тел, вращающихся, как и Земля, вокруг своего солнца.
В данный момент внимание ученых приковано примерно к 500 предполагаемым планетам, расположенным у далеких звезд.
Они входят в число 4175 кандидатов в планеты, идентифицированных при помощи этого телескопа без учета нынешней находки. До сих пор большинство из этих кандидатов впоследствии получали статус доказанных экзопланет.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Ученые нашли в космосе тысячи экзопланет, но добраться до них не так-то простоНебольшая часть из этих планет размерами не слишком превосходит Землю и располагается в пределах так называемой "обитаемой зоны" в окрестностях своей звезды, схожей по строению с Солнцем, - то есть там, где в принципе может находиться вода в жидком состоянии, что считается обязательным условием поддержания жизни.
На данный момент в разных звездных системах найдено 12 планет, предположительно отвечающих этим требованиям. Kepler-452b - первая планета "обитаемого" типа, чье существование считается доказанным.
Ответ на вопрос о том, какая из этих планет более других похожа на Землю, во многом зависит от того, какие характеристики в первую очередь принимать во внимание.
Правообладатель иллюстрации NASA Image caption В воображении художника Kepler-452b выглядит примерно такМеньше, чем Kepler-452b, но вращается она вокруг "красного карлика" – звезды, которая гораздо более тусклая и прохладная, чем Солнце.
Kepler-452b вращается вокруг звезды, относящейся к тому же классу, что и Солнце. Эта звезда лишь на 4% массивнее и на 10% ярче Солнца. "Кеплер-452Б" облетает вокруг нее за 385 дней, так что ее "год" или, точнее, орбитальный период дольше земного лишь на 5%.
Массу планеты Kepler-452b пока что измерить невозможно, поэтому астрономам приходится полагаться на компьютерное моделирование, чтобы оценить различные варианты ее примерной массы. Наиболее вероятно, что масса "Кеплер-452b" примерно в пять раз больше земной.
Если ее поверхность скалистая, на планете должна продолжаться активная вулканическая деятельность, а сила притяжения на ней должна быть примерно в два раза больше, чем на Земле.
Звезда, вокруг которой вращается Kepler-452b, на 1,5 млрд лет старше Солнца. Ученые считают, что она может подсказать, что ждет Землю в будущем.
Возраст самой планеты оценивается в 6 млрд лет, то есть она - если эти данные верны - тоже на 1,5 млрд лет старше Земли.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Далеко не все экзопланеты, даже "земного" типа могут оказаться пригодными для жизни"Если Kepler-452b на самом деле имеет скалистую поверхность, ее расположение относительно звезды означает, что она вступила в парниковую фазу своей климатической истории", - говорит ученый Дуг Колдуэлл, работающей в программе "Кеплер".
"Усиливающийся выброс энергии этого стареющего солнца может нагревать поверхность и испарять любые океаны. Вода может испариться, и планета может ее потерять навсегда, - говорит Колдуэлл. - Kepler-452b может переживать сейчас то, что Земле предстоит пережить более чем через миллиард лет, когда Солнце постареет и станет ярче".
Суперземля
Ученый Университета Уорвика Дон Поллакко, не участвующий в этом проекте, сказал Би-би-си, что данные собранные телескопом "Кеплер", позволяют оценочно прикинуть размер планеты относительно звезды, вокруг которой она вращается.
В действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое Дон Поллакко
"Если вы знаете размер звезды, вы знаете размер планеты, - утверждает ученый. – Но, чтобы пойти дальше, например, узнать, скалистая ли у нее поверхность, нужно измерить массу планеты, а это намного сложнее сделать, так как они слишком далеко, чтобы провести такие измерения".
"Так что в действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое", - говорит Дон Поллакко.
"Другие планеты "Кеплера", находящиеся в "зоне жизни", может быть, еще больше похожи на Землю. Например, Kepler–186f диаметром примерно в 1,17 больше Земли, а диаметр Kepler-438b составляет примерно 1,12 от земного", - указывает ученый.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Пока что Земля остается единственным объектом во Вселенной, о котором мы можем с уверенностью сказать, что здесь можно жить"На самом деле, при диаметре 1,6 земного Kepler-452b попадает в категорию, называемую "Суперземля". В нашей Солнечной системе нет ни одной планеты такого типа. По этой причине суперземли очень интересны, но можно ли сказать, что они похожи на Землю?" - задается вопросом доктор Крис Уотсон из Королевского университета Белфаста.
"Если мы посмотрим на тип звезды, вокруг которой вращается Kepler-452b, становится ясно, что эта звезда похожа на Солнце, - утверждает Крис Уотсон. - Другие планеты "Кеплера", обнаруженные в "зонах жизни", вращаются вокруг "красных карликов" – звезд, гораздо менее горячих, чем Солнце. Поэтому планеты должны вращаться намного ближе к ним, чтобы получать такой же уровень тепла.
"Так что потенциально это может быть скалистая Суперземля на орбите, похожей на земную. Именно эта комбинация звезды и орбиты выделяет эту планету, на мой взгляд", - сказал ученый в интервью Би-би-си.
Можно сбиться со счета, сколько раз мы слышали фразу о том, что «ученые нашли первую по-настоящему землеподобную экзопланету». К настоящему моменту астрономы смогли определить наличие более 2000 различных экзопланет, поэтому неудивительно, что среди них есть и те, которые в той или иной степени действительно похожи на Землю. Однако сколько среди этих похожих на Землю экзопланет на самом деле могут быть обитаемыми?
Аналогичные заявления в свое время выражались в отношении Tau Ceti e и Kepler 186f, которых тоже крестили близнецами Земли. Тем не менее эти экзопланеты ничем примечательным не выделяются и совсем не похожи на Землю, как нам бы того хотелось.
Одним из способов определения того, насколько обитаемой может быть планета, является так называемый индекс подобия Земле (ESI). Этот показатель высчитывается на основе данных радиуса экзопланеты, ее плотности, температуры поверхности и данных о параболической скорости - минимальной скорости, которую необходимо придать объекту для того, чтобы он смог преодолеть гравитационное притяжение конкретного небесного тела. Индекс подобия Земле варьируется от 0 до 1, и любая планета, обладающая индексом выше 0,8, может рассматриваться как «землеподобная». В нашей Солнечной системе, например, Марс обладает индексом ESI равным 0,64 (аналогичный индекс у экзопланеты Kepler 186f), в то время как индекс Венеры составляет 0,78 (тот же показатель у Tau Ceti e).
Ниже рассмотрим пять планет, которые наиболее подходят под описание «близнеца Земли» на основе их показателей индекса ESI.
Экзопланета Kepler 438b обладает наиболее высоким показателем индекса ESI среди всех известных на данный момент экзопланет. Он составляет 0,88. Обнаруженная в 2015 году, эта планета обращается вокруг звезды класса красный карлик (значительно меньше и холоднее нашего Солнца) и обладает радиусом всего на 12 процентов больше земного. Сама звезда расположена примерно в 470 световых годах от Земли. Полный оборот планета совершает за 35 дней. Она находится в обитаемой зоне - пространстве внутри своей системы, где не слишком жарко и в то же время не слишком холодно, чтобы поддерживать наличие воды в жидкой форме на поверхности планеты.
Как и в случае других обнаруженных экзопланет, обращающихся вокруг малых звезд, масса данной экзопланеты не была изучена. Однако если эта планета обладает скалистой поверхностью, то ее масса, возможно, будет больше земной всего 1,4 раза, а температура на поверхности варьироваться от 0 до 60 градусов Цельсия. Как бы там ни было, индекс ESI не является ультимативным методом определения обитаемости планет. Ученые недавно провели наблюдение и выяснили, что на родной звезде планеты Kepler 438b довольно регулярно происходят очень мощные выбросы радиационного излучения, которые в конечном итоге могут делать эту планету совершенно необитаемой.
Индекс ESI планеты Gliese 667Cc составляет 0,85. Планета была обнаружена в 2011 году. Она обращается вокруг красного карлика Gliese 667 в тройной системе звезд, находящейся «всего» в 24 световых годах от Земли. Экзопланета была обнаружена благодаря измерению лучевой скорости, в результате которого ученые выяснили, что в движении звезды происходят некоторые колебания, вызываемые гравитационным воздействием находящейся возле нее планеты.
Приблизительная масса экзопланеты в 3,8 раза больше массы Земли, однако ученые не представляют, каких размеров Gliese 667Cc. Выяснить это не удается потому, что планета не проходит перед звездой, что позволило бы высчитать ее радиус. Орбитальный период Gliese 667Cc составляет 28 дней. Она расположена в обитаемой зоне своей холодной звезды, что, в свою очередь, позволяет ученым предположить, что температура на ее поверхности составляет около 5 градусов Цельсия.
Kepler 442b
Планета Kepler 442b с радиусом в 1,3 раза больше радиуса Земли и индексом ESI 0,84 была обнаружена в 2015 году. Она обращается вокруг звезды, которая холоднее Солнца и находится примерно в 1100 световых годах от нас. Ее орбитальный период составляет 112 дней, что говорит о том, что она находится в обитаемой зоне своей звезды. Однако температура на поверхности планеты может опускаться до -40 градусов Цельсия. Для сравнения: температура на полюсах Марса в зимний период может снижаться до -125 градусов. Опять же, масса этой экзопланеты неизвестна. Но если она обладает скалистой поверхностью, то ее масса может быть в 2,3 раза больше массы Земли.
Две планеты с индексами ESI 0,83 и 0,67 соответственно были обнаружены космическим телескопом «Кеплер» в 2013 году, когда те проходили напротив своей родной звезды. Сама же звезда находится примерно в 1200 световых годах от нас и несколько холоднее Солнца. С планетарными радиусами в 1,6 раза и 1,4 раза больше земного, их орбитальный период составляет 122 и 267 дней соответственно, что говорит о том, что обе находятся в обитаемой зоне.
Как и большинство других планет, обнаруженных телескопом «Кеплер», масса этих экзопланет остается неизвестной, однако ученые предполагают, что в обоих случаях она примерно в 30 раз больше земной. Температура каждой из планет может поддерживать наличие воды в жидкой форме. Правда, все будет зависеть от состава атмосферы, которой они обладают.
Kepler 452b с индексом ESI 0,84 была обнаружена в 2015 году и стала первой обнаруженной потенциально земплеподобной планетой, находящейся в обитаемой зоне и оборачивающейся вокруг звезды аналогичной нашему Солнцу. Радиус планеты примерно в 1,6 раза больше радиуса Земли. Полный оборот вокруг своей родной звезды, которая находится примерно в 1400 световых годах от нас, планета совершает за 385 дней. Так как звезда находится слишком далеко, а ее свет не слишком ярок, ученые не могут измерить гравитационное воздействие Kepler 452b и, как следствие, выяснить массу планеты. Имеется лишь предположение, согласно которому масса экзопланеты примерно в 5 раз больше массы Земли. При этом температура на ее поверхности по приблизительным оценкам может варьироваться от -20 до +10 градусов Цельсия.
Из всего этого следует, что даже наиболее похожие на Землю планеты, в зависимости от активности их родных звезд, которая может очень отличаться от солнечной, могут быть неспособны поддерживать жизнь. Другие планеты, в свою очередь, имеют крайне отличающиеся от земных размеры и температуру поверхности. Однако учитывая повышенную за последние годы активность в поиске новых экзопланет, нельзя исключать возможности того, что среди найденных мы все же встретим планету с аналогичной Земле массой, размером, орбитой и солнцеподобной звездой, вокруг которой она обращается.
Наука
Ученые обнаружили загадочную планету вне нашей Солнечной системы , которая по размерам и составу больше всего похожа на Землю , но на ней слишком горячо для поддержания жизни.
Экзопланета была названа Kepler-78b . Ее орбита озадачила астрономов - она на 20% шире, а масса на 80% больше земной, при том, что ее плотность такая же, как и у нашей планеты .
Экзопланета находится на расстоянии примерно 1,5 миллиона километров от звезды . Kepler-78b делает оборот вокруг своей звезды примерно за 8,5 часов. Температура на планете составляет примерно 2 000 градусов по Цельсию , по словам ученых.
Открытие было упомянуто в двух исследованиях (первое и второе), результаты которых были в свою очередь опубликованы в журнале Nature.
Благодаря телескопу Kepler астрономы узнали о тысячах экзопланетах в нашей галактике множество из них имеют те же размеры, что и наша планета. Эти планеты крутятся вокруг звезд, таких как наше Солнце.
Несмотря на то, что размеры экзопланеты измерить просто, узнать ее массу оказалось довольно нелегко . Масса является важным параметром, так как она позволяет узнать плотность планеты, а значит узнать, из чего эта планета состоит.
Экзопланеты земного типа
Kepler-78b очень интересна, поскольку эта самая маленькая экзопланета , у которой ученые смогли с большой точность узнать радиус и массу.
По астрономическим стандартам, эту планету можно назвать виртуальным близнецом Земли.
Учёные узнают размеры экзопланеты, а также время ее обращения вокруг своей звезды, измеряя количество света, которое планета блокирует, когда проходит перед звездой.
После того, как ученые измеряли яркость планеты Kepler-78b в течение 4 лет, делая интервалы в 30 минут, ученые обнаружили, что яркость звезды падала на,02% каждые 8,5 часов в тот момент, когда планета пролетала перед своей звездой.
Тайная планета
Планету Kepler-78b обнаружили в сентябре 2013 года, когда она обращалась вокруг звезды, похожей на наше Солнце, в созвездии Лебедя, примерно на расстоянии 400 световых лет от Земли .
С момента запуска (март 2009 года) космический телескоп Kepler, смог обнаружить почти 3 600 потенциальных экзопланет .
Две команды ученых изучали массу и плотность новой планеты. Команда Эндрю Говарда (Andrew Howard) из Гавайского университета , посчитала, что масса планета Kepler-78b в 1,69 раз больше, чем у Земли, в то время как данные команды Франческо Пепе (Francesco Pepe) из Университета Женевы , показали, что экзопланета имеет массу в 1,86 раз больше.
Плотность, которую подсчитала первая команда, составляет 5, 57 грамм на кубический сантиметр, в то время как у второй команды плотность вышла 5,3 грамма на кубический сантиметр.
Так как каждая команда признает определенные погрешности, можно сказать с уверенностью, что ученые правы в своих подсчетах . Стоит отметить, что плотность Земли составляет 5,5 грамм на кубический сантиметр. Это означает, что новая экзопланета возможно имеет такой же состав, как и Земля.
Новая планета
Новая планета кружится вокруг своего солнца, постепенно приближаясь к нему, и, примерно через 3 миллиарда лет ее дни будут сочтены - колоссальная гравитация звезды разорвет ее на кусочки.
По астрономическим меркам, планета станет частью звезды очень скоро. На Kepler-78b не возможно будет найти инопланетную жизнь , из-за слишком высокой температуры на ее поверхности.
И все же, масса и плотность новой планеты, похожие на земные, позволяют нам надеяться, что где-то есть планета-близнец нашей Земли, которая имеет похожие размеры, состав и температуру на своей поверхности.
По словам Дрейка Деминга (Drake Deming) из Мэрилендского университета , существование Kepler-78b, доказывает, что, за пределами нашей Солнечной системы, планеты, похожие по составу на Землю, не является редкостью.
Деминг намекает на новую программу НАСА, под названием TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)
. Это будет космический телескоп, который в данный момент разрабатывается Массачусетским технологическим институтом. В течение двух лет, его миссией будет нахождение и изучение неизвестных транзитных экзопланет
, вращающихся вокруг ярких звезд.
* У нашей планеты нет постоянного веса. По данным ученых, ежегодно Земля становится тяжелее на 40 000 -160 000 тонн, но успевает сбросить около 96 600 тонн, что означает потерю примерно в 56 440 тонн.
