Учёные уверены, что эти планеты в будущем станут лучшим местом для обнаружения внеземной жизни.

В закладки

Фото NASA

Каждый химический элемент «светится» по-своему. Нам нужно только поймать этот «свет» и разложить его на составляющие. Наличие тех или иных элементов подскажет нам, есть ли на планете атмосфера, вода, или, скажем, она является огромным металлическим шаром. И такое бывает.

Павел Поцелуев, руководитель проекта Alpha Centauri

Референт по лекционной работе по направлениям «астрономия и космонавтика» Санкт-Петербургского планетария, аспирант кафедры небесной механики СПбГУ Мария Боруха в беседе с TJ назвала открытие экзопланет «очередной монеткой в большой копилке знаний».

Любое открытие в астрономии важно. То, что открыли они, интересно и удивляет - планетная коммуналка, очень плотно населённая система возле другого Солнца.
Важность скорее не в самом этом открытии, а в том, что такие открытия вообще возможны. Меня искренне восхищает возможность открывать другие миры - другие планеты. И тем более, такие крошечные, как наша Земля - это же невероятно сложная задача.
Само открытие нам показывает в очередной раз, что мир устроен удивительно и что другие системы могут быть совершенно не похожи на нашу. У нас в Солнечной системе вообще нет настолько близких к Солнцу планет. И нет стольких каменных планет. Там их целых семь, а у нас - всего четыре.

Как отметила Боруха, об открытии жизни на выявленных экзопланетах будет рано утверждать даже при обнаружении в составе атмосферы метана, кислорода, озона или паров воды.

Мы сейчас даже в своей Солнечной системе не можем утверждать, что одни, просто потому что не изучили окружающие тела достаточно для этого. Что уж говорить об экзопланетах.
В данном случае спектральный состав атмосфер ещё не известен, как я поняла, поэтому вопрос о существовании жизни там поднимать определённо рано. Но астрономы вынуждены идти на такие трюки - иначе эта тема не будет никого волновать.

Мария Боруха, референт Санкт-Петербургского планетария

С открытием системы из семи планет человечество стало «чуть-чуть» ближе к ответу на вопрос о внеземной жизни, подчеркнула Боруха.

Сейчас гораздо интереснее то, что коллекция найденных экзопланетных систем пополнилась вот таким удивительным экземпляром.
Очень надеюсь, что в ближайшие годы статистика будет набираться и астрономы смогут уже увереннее говорить о том, насколько типичны такие планеты, как наша Земля, и такие системы, как Солнечная.
А потом, в далёком-далёком будущем, благодаря этому открытию и многим другим, уже может найдут жизнь вне Солнечной системы.

Мария Боруха, референт Санкт-Петербургского планетария

В подготовке материала участвовали Василий Басов, Анатолий Чиквин и Сергей Звезда.

Буквально вчера главный научный советник NASA Эллен Стофан сделала прогноз, что в ближайшие 10 лет учёным удастся найти убедительные признаки существования жизни за пределами Земли. По этому случаю, предлагаю топ самых жизнепригодных планет, известных нам на данный момент.

Для поддержания жизни (в привычном нам понимании этого слова), планета должна одновременно похвастаться наличием железного ядра, коры, атмосферы, и воды в жидком виде. Такие планеты в известном нам космосе - большая редкость, но они есть.

Gliese 667 Cc.

Звёздная система: Gliese 667
Созвездие: Скорпион
Расстояние от Солнца: 22,7 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,84

Светило, вокруг которого вращается планета, принадлежит к тройной системе звезд, и, помимо самого красного карлика Глизе 667С, планету также освещают его «сестры» - оранжевый карлик Глизе 667А и Глизе 667B.

В случае, если планета имеет атмосферу, подобную земной, с парниковым эффектом за счет наличия 1% СО2 эффективная температура согласно расчётам составит -27 °C. Для сравнения: эффективная температура Земли −24 °C. Впрочем, не исключен и более печальный вариант: возможно, из-за близости к тройному светилу магнитное поле планеты здорово пострадало, и звездный ветер давно сорвал с нее воду и летучие газы. Кроме того, существует гипотеза о том, что жизнь в системах двойных и тройных звезд не может зародиться в принципе из-за нестабильности условий.

Kepler-62 f.

Звёздная система: Kepler-62
Созвездие: Лира
Расстояние от Солнца: 1200 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,83

Одна из самых «жизнепригодных» планет из всех, что нам известны. Индекс подобия Земле у неё - 0,83 из 1.00. Но учёных больше всего волнует не это. Планета Kepler-62 f на 60% больше Земли, в полтора раза старше, и, скорее всего, полностью покрыта водой.

Период обращения планеты вокруг материнской звезды составляет 267 дней. Днём температура поднимается до +30° - +40° C, ночью температура +20° - −10° C. Немаловажным остаётся и тот факт, что нас с этой планетой разделяют 1200 световых лет. То есть сегодня мы видим тот Kepler-62 f, которым он был в 815 году по земному летоисчислению.

Gliese 832 c.

Звёздная система: Gliese 832
Созвездие: Журавль
Расстояние от Солнца: 16 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,81

Глизе 832 с имеет массу примерно в 5,4 раза больше, чем масса Земли. Период обращения вокруг материнской звезды составляет около 36 дней. Её температура, по прогнозам, довольно похожа на земную, но подвержена значительным колебаниям по мере вращения планеты вокруг своей звезды. Средняя температура на поверхности, по прогнозам, составляет -20° C. Тем не менее она может иметь плотную атмосферу, которая могла бы сделать климат на ней намного жарче, а её саму - похожей на Венеру.

Планета является представителем «суперземель», обращающихся в зоне обитаемости. Хотя планета находится гораздо ближе к своей звезде, чем Земля от Солнца, она получает примерно столько же энергии от красного карлика, сколько Земля получает от нашего жёлтого карлика.

Tau Ceti e.

Звёздная система: Tau Ceti
Созвездие: Кит
Расстояние от Солнца: 12 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,78

Планета получает примерно на 60% больше света, чем Земля от Солнца. Бурная плотная атмосфера, похожая на облачный покров Венеры, плохо пропускает свет, но отлично прогревается. Средняя температура на поверхности Тау Кита е составляет около 70 °C. При таких условиях в горячей воде и на берегах водоемов обитают, вероятно, лишь простейшие теплолюбивые организмы (бактерии).

К сожалению, на данный момент, даже используя современные технологии, отправить миссию к Тау Кита невозможно. Самый быстро движущийся искусственный космический объект - Вояджер-1, скорость которого относительно Солнца на данный момент составляет около 17 км/c. Но даже у него путешествие до планеты Тау Кита e займёт 211 622 лет, плюс ещё 6 лет, необходимые новому космическому аппарату для разгона до такой скорости.

Gliese 581 g.

Звёздная система: Gliese 581
Созвездие: Весы
Расстояние от Солнца: 20 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,76

Неофициально эта планета носит название Зармина - по имени супруги ученого, открывшего ее в 2010 году. Предполагается, что на Зармине есть скалы, вода в жидком виде и атмосфера, однако с точки зрения землян даже в этом случае жизнь тут должна быть непростой.

Из-за близости к материнской звезде Зармина, скорее всего, оборачивается вокруг своей оси за то же время, за которое проходит полный круг по орбите. В результате Глизе 581g всё время повернута к своему светилу одним боком. На одной её стороне постоянно царит холодная ночь с температурой до -34 °С. Другая половина окутана красным полумраком, поскольку светимость звезды Глизе 581 составляет всего 1% от светимости Солнца. Тем не менее на дневной стороне планеты может быть очень жарко: до 71 °С, как в горячих источниках на Камчатке. Из-за разницы температур в атмосфере Зармины, скорее всего, постоянно бушуют ураганы.

Kepler 22b.

Звёздная система: Kepler 22
Созвездие: Лебедь
Расстояние от Солнца: 620 световых лет
Индекс подобия Земле: 0,71

При массе планеты в 35 раз превышающей массу Земли, сила тяжести на её поверхности больше земной более чем в 6 раз. Сочетание меньшего расстояния от звезды и меньшего светового потока предполагает умеренную температуру на поверхности планеты. По оценкам учёных, при отсутствии атмосферы равновесная температура на поверхности была бы около -11 °C. Если парниковый эффект, вызванный наличием атмосферы, аналогичен земному, то это соответствует средней температуре поверхности равной примерно +22 °C.

Впрочем, часть ученых считает, что Кеплер 22b похожа не на Землю, а на оттаявший Нептун. Для планеты земного типа она все-таки слишком большая. Если такие предположения верны, Кеплер 22b представляет собой один сплошной «океан» с маленьким твердым ядром посередине: гигантское безбрежное водное пространство под толстым слоем атмосферных газов. Жизнепригодности планеты это, впрочем, не отменяет: по словам специалистов, существование форм жизни в планетарном океане «не за гранью возможного».

Kepler-186 f.

Звёздная система: Kepler-186
Созвездие: Лебедь
Расстояние от Солнца: 492 световых года
Индекс подобия Земле: 0,64

Один оборот вокруг своей материнской звезды Kepler-186 f совершает за 130 дней. Планета имеет освещённость 32%, находясь тем самым внутри обитаемой зоны, хотя ближе к наружному её краю, аналогично положению Марса в Солнечной системе. В виду того, что Kepler-186 f открыли лишь год назад, масса, плотность и состав планеты неизвестны.

По предположениям учёных, планета вполне может оказаться жизнепригодной, но только лишь в том случае, если сохранила свою атмосферу. Красные карлики, к которым принадлежит звезда планеты, излучают сильный поток высокоэнергетического ультрафиолетового излучения на ранних стадиях своего существования. Планета могла потерять первичную атмосферу под воздействием этого излучения.

Кеплер 62e: водный мир

Сегодня Кеплер 62e - одна из самых «жизнепригодных» планет из всех, что нам известны. Индекс подобия Земле у нее чрезвычайно высок - 0,83 из 1.00. Однако не это волнует астрономов больше всего. Кеплер 62e, возможно, является первым водным миром, который нам удалось открыть.

Из-за близости к звезде и большого размера планеты она может быть целиком покрыта океаном с каменистым дном: от полюса до полюса, в обоих полушариях. Размеры этого безбрежного водного пространства мы пока неспособны даже представить. Тихий океан был бы в нем лишь небольшим регионом - а ведь его площадь больше площади всей земной суши вместе взятой.

При этом водный мир Кеплер 62e даже днем погружен в полумрак. Звезда в созвездии Лиры, вокруг которой обращается планета, светит в пять раз слабее Солнца. Год здесь составляет 122 земных дня. Кеплер 62е в полтора раза старше Земли, так что если здесь есть жизнь, у нее было много времени на развитие. С нашей планетой гипотетический водный мир разделяют 1200 световых лет. Иными словами, сегодня мы видим свет, отражаемый Кеплер 62е, таким, каким он был в 812 году по земному летоисчислению, когда на территории современной России основали Великий Новгород, а викинги заселяли Фарерские острова.

Глизе 581g (Зармина): красный сумрак

Глизе 581g - еще один кандидат на звание «сестры» Земли. Неофициально эта планета носит название Зармина - по имени супруги ученого, открывшего ее в 2010 году.

Зармина вращается вокруг красного карлика Глизе 581 в созвездии Весов, на расстоянии 20 световых лет от Земли. Индекс подобия нашей планете для нее составляет 0,82 - то есть здесь возможно существование разумной жизни в том виде, в котором ее понимаем мы. Предполагается, что на Зармине есть скалы, вода в жидком виде и атмосфера, однако с точки зрения землян даже в этом случае жизнь тут должна быть непростой.

Из-за близости к звезде Зармина, скорее всего, оборачивается вокруг своей оси за то же время, за которое проходит полный круг по орбите (кстати, то же самое происходит с Луной). В результате Глизе 581g все время повернута к своему светилу одним боком. На одной ее стороне постоянно царит ледяная ночь с температурой до -34 °С. Другая половина окутана красным полумраком, поскольку светимость звезды Глизе 581 составляет всего 1% от светимости Солнца. Тем не менее на дневной стороне планеты может быть очень жарко: до 71 °С, как в горячих источниках на Камчатке. Из-за разницы температур в атмосфере Зармины, скорее всего, постоянно бушуют ураганы.

Год на Зармине в 10 раз короче земного и составляет всего 36,6 земных суток. При этом планета заметно больше Земли, и гравитация на ней сильнее привычной нам в 1,1–1,7 раз. Человек с массой тела 70 кг на этой планете будет весить от 77 до 119 кг. Если на Глизе 581g есть жизнь, ее представители должны быть меньше и легче земных существ.

Тем не менее один ученый уже заявил, что на Зармине могут жить разумные существа. В 2008 году, когда она еще не была открыта, австралийский астроном Рагбир Бхатал видел в районе планеты вспышки, напоминавшие свет лазера. Другие специалисты ничего подобного, впрочем, не замечали.

Глизе 667Сс: два солнца

Глизе 667Сс вращается вокруг другого красного карлика - Глизе 667С в созвездии Скорпиона. От Солнца ее отделяет расстояние в 22,8 световых лет. Индекс подобия Земле у этой планеты также составляет 0,82.

Светило, вокруг которого вращается планета, принадлежит к тройной системе звезд, и планету также освещают его «сестры» - оранжевый карликb Глизе 667А и Глизе 667B. По расчетам ученых, Глизе 667Сс достается около 90% энергии, которую Земля получает от Солнца. При этом средняя температура на поверхности планеты, вероятно, лишь на 3 градуса ниже средней температуры на Земле и составляет 9°С. Ученые предполагают, что в этом случае на Глизе 667Сс могут существовать примитивные формы жизни.

Впрочем, не исключен и более печальный вариант: возможно, из-за близости к тройному светилу магнитное поле планеты здорово пострадало, и звездный ветер давно сорвал с нее воду и летучие газы, как кожуру. Кроме того, существует гипотеза о том, что жизнь в системах двойных и тройных звезд не может зародиться в принципе из-за нестабильности условий.

С точки зрения землян основную проблему планеты, вероятно, составляют ее размеры: масса Глизе 667Сс превышает земную в 4,5 раз. Гравитация здесь еще сильнее, чем на Зармине, а год еще короче: всего 28 земных дней. Кроме того, как и Зармина, эта планета постоянно повернута к своей звезде одной стороной. В красноватых небесах над этим миром светят одновременно три солнца.

Тау Кита е: горячие бури

Тау Кита - одна из самых близких к Земле звезд с потенциально обитаемой планетой на орбите. В фантастической литературе именно ее система часто описывается как наиболее пригодная для жизни. Она расположена от нас на расстоянии всего 12 световых лет. Индекс подобия Земле у ее планеты Тау Кита е равен 0,77.

Звезда Тау Кита похожа на Солнце, однако планета находится к ней ближе, чем Земля к своему светилу. Из-за этого жизнью здесь, вероятно, управляет мощнейший парниковый эффект. Бурная плотная атмосфера, похожая на облачный покров Венеры, плохо пропускает свет, но отлично прогревается. Средняя температура на поверхности Тау Кита е составляет около 70 °C. При таких условиях в горячей воде и на берегах водоемов обитают, вероятно, лишь термофильные бактерии. Год в этом мире равен 168 дням, а гравитация должна заметно превышать земную - ведь масса планеты составляет 4,3 массы Земли.

Kepler 22b: трудности гравитации

Планета Кеплер 22b находится на расстоянии 620 световых лет от Земли, возле звезды Kepler 22, между созвездиями Лебедя и Лиры. Это светило меньше и холоднее Солнца, однако планета расположена к нему ближе, чем Земля к своей звезде, так что средняя температура здесь может быть вполне приемлемой: 22 °С. Год здесь больше всего напоминает земной: 290 суток. Вот почему индекс подобия Земле у планеты весьма высок: 0,75.

Мы пока не знаем, сколько весит Кеплер 22b, но если эта планета и впрямь напоминает нашу, то местная гравитация представляет для землян проблему. Она в 2,4 раза больше привычной нам величины. Это значит, что скафандр массой 90 кг тут будет весить 216 кг и человек не сможет в нем передвигаться.

В 1950 физик Энрико Ферми спросил: «Где они»? Это был своеобразный плач по поводу отсутствия доказательств инопланетного разума во Вселенной.

Сегодня этот вопрос по-прежнему задают в контексте открытия новых миров, лежащих за пределами Солнечной системы, с мыслью, что возможно (только возможно), мы наконец найдем инопланетян.

Многочисленные изменения, произошедшие за последние 20 лет в области обнаружения экзопланет, серьезно взбудоражили воображение не только ученых, но и космических энтузиастов.

Так, когда же мы обнаружим Землю 2.0?

Нетерпение, связанное с этим вопросом, привело многих, даже в научных кругах, к преждевременным заявлениям о том, что «земной аналог» обнаружен.

Но подобные заявления об обнаружении экзопланеты, подобной Земле, в лучшем случае, основываются на оптимистическом моделировании, в худшем, стремятся привлечь внимание какой-то сенсацией.

Многие из таких утверждений сделаны на основании придуманных систем оценки обитаемости, которые используют лишь некоторые свойства экзопланет, аналогичные земным.

К сожалению, эти системы чрезвычайно просты и почти всегда дают ошибочную информацию о характеристиках планет, которые они пытаются описать.

Оценка обитаемости: это не так-то и просто!

Ещё до начала массового обнаружения экзопланет, астрофизики предположили, что у каждой звезды есть рядом область, которую впоследствии назвали «обитаемой зоной».

Эта зона находится на расстоянии от звезды, где гипотетический близнец Земли будет иметь среднюю температуру поверхности между точкой замерзания и кипения воды. То есть, если близнец находится слишком близко, то вода закипит; а если слишком далеко, то вода замерзнет. Оба сценария исключают возможность существования воды в жидком состоянии, и как следствие саму жизнь.

Но если состав атмосферы экзопланеты отличается от нашего, истинная температура поверхности может быть какой угодно. С газообразными планетами все ясно, человечество не имеет возможности рассмотреть их поверхность.

Для скалистых планет разреженная атмосфера может сделать их более холодными (особенно ночью), в то время как плотная атмосфера способна сделать их очень горячими.

Например, Венера. Вследствие ее мощной атмосферы и парникового эффекта, температура поверхности там достигает +450C. И хотя Венера находится в пределах обитаемой зоны, ее, конечно, нельзя назвать пригодной для жизни.

Итак, сказать, что если объект лежит в обитаемой зоне, то он пригоден для жизни нельзя. Тем не менее, многие экзопланеты, найденные в обитаемых зонах, определены, даже в пресс-релизах научных учреждений, как аналогичные нашей.

Но, не зная температуры поверхности любого небесного объекта, нельзя сказать является ли он земным аналогом, поэтому требуются другие сведения.

Как узнать больше о экзопланетах?

Два наиболее приемлемых метода обнаружения и исследования – метод «транзита» и «радиальной скорости». Первый дает простой способ определить расстояние экзопланеты до звезды. Второй позволяют узнать массу объекта.

Наши знания говорят – температура поверхности зависит от атмосферного состава и плотности планеты. Плотность зависит от массы и объема. Метод транзита обнаруживает уменьшение светового потока, исходящего от звезды, позволяя измерить ее объем. Но метод не позволяет измерить массу.

На помощь приходит второй метод, в котором измеряют колебания в движении звезды по своей собственной, небольшой орбите. Эти колебания возникают вследствие гравитационного воздействия экзопланеты, что позволяет вывести ее минимальную массу. Во многих случаях колебания определяются неверно, что приводит к расчету массы, которая значительно меньше фактической.

Астрофизиками были предложены разнообразные модели атмосфер, которые составляются исходя из объемов и масс объектов, учитывая их состав. Эти различные модели выдают огромные диапазоны атмосфер, а следовательно, у экзопланет возможны абсолютно противоположные температуры поверхности. Чтобы решить проблему и узнать больше об атмосфере, необходимы лучшие телескопы и более чувствительные методики.

Сегодняшняя тенденция состоит в том, чтобы объявлять о нахождении «обитаемых объектов» еще до всестороннего их изучения. И хотя открытие экзопланет – это очень захватывающие и впечатляющее событие, все же преждевременно сообщать о Земле 2.0 на основании тех скудных данных, которые человечество в состоянии собрать сегодня. Лучшее, что мы можем сделать сегодня – это составить список возможных целей для будущих, более точных наблюдений.

Однажды мы все же сможем представить неопровержимые доказательства того, что другая Земля есть или ее нет. Но этот день еще не наступил, несмотря на будоражащие заявления. И наступит он только тогда, когда мы изобретем более совершенные инструменты для исследований…

Материал, который опубликовали астрономы из Университета Калифорнии в научном журнале Astrophysical Journal 1 октября 2010 года, называется «В созвездии Весов обнаружена планета, на которой, возможно, есть жизнь». Эта планета получила имя Глизе 581g, она расположена прямо в середине зоны обитания. Как наша Земля. Еще в 2007 году астрономы нашли планеты у Глизе – «c» и «d», но они располагались по краям зоны обитания, что позволило их сравнить с Венерой и Марсом. На открытой планете «g» условия для жизни лучше всех. И если кто-то живой во вселенной существует, то, скорее всего, на этой самой Глизе 581g. Конечно, странно, если предположить, что от глизеяне существуют и имеют хотя бы равный нам уровень развития, но они не дают информации о своем существовании. Земные радио- и телесигналы более 60 лет распространяются по Вселенной. А чтобы дойти до Глизе достаточно 20 лет. Еще 20 лет - обратно. Таким образом, на Земле подтверждение их жизни можно было получить от них еще 20 лет назад. Удивительно, но британские газеты опубликовали сообщение доктора наук Рагбира Батала, астронома из Университета Западного Сиднея, который работает по программе SETI - программе поиска внеземных цивилизаций. Он утверждает, что еще в декабре 2008 года получил необычный световой сигнал из района Глизе 581. Еще до того, как была обнаружена планета пригодная для жизни - 581 g. - Сигнал был резким, - говорит Батал, - словно лазерная вспышка. Кстати, связь посредством мощного лазера вполне возможна. Именно такие сигналы мы и ищем. Но второго сигнала не последовало. Специалисты SETI внимательно изучают полученный сигнал особой, известной им одним методикой анализа. Первооткрыватель Глизе 581g профессор астрономии и астрофизики Стивен Вогт авторитетно заявляет: «На сто процентов уверен, что там есть жизнь». «Обнаружить эту планету было действительно сложно», - рассказал Вогт. Астрономам пришлось более 200 раз снимать спектр звезды, оценивая ее качания с точностью до 1,6 метра в секунду. Правильность выводов подтвердил второй метод – фотометрический. Астрономы измеряли блеск звезды до и во время прохождения планеты по ее диску. Планета Глизе 581g в 3 раза тяжелее Земли и больше по диаметру в 1,2-1,4 раза. Средняя температура на экваторе порядка 20 градусов тепла. У полюсов - холоднее, как и на Земле. По оценкам астрономов, температура на поверхности планеты колеблется от -31 до -12°С, убывая на ночной стороне и возрастая на дневной. Исходя из размера и массы планеты, ученые оценили ускорение свободного падения. Оказалось, что оно не больше земного, так что человек мог бы легко пройти по ее поверхности.