Экзопланеты
В ближайшее десятилетие нас точно будут ждать открытия других планет вне нашей Солнечной системы. Их планируют активно изучать, особое внимание уделяя тем, на которых есть комфортные условия для жизни.
Экзопланеты – это планеты других звездных систем. Исследование экзопланет за последние годы сильно продвинулось вперед. Для их поиска активно привлекают даже нейросети, которые помогают анализировать гигабайты информации, полученной с телескопов. Сейчас известно около 5000 экзопланет. И существуют еще около 2500 спорных кандидатов.
В основном речь идет о крупных планетах – газовых гигантах типа Юпитера и Сатурна. Скорее всего, не потому, что их очень много в нашей галактике, просто их не так трудно обнаружить, как небольшие планеты. Среди этих планет есть те, которые пригодны для жизни. Всего в относительной близости от Солнечной системы ученым известно как минимум 12 экзопланет, которые потенциально могут представлять интерес для человека. Эти планеты находятся в «зоне жизни» – на них гипотетически может быть вода в жидком виде.
Давайте пройдемся по пяти наиболее вероятным кандидатам, которые в теории могут быть колонизированы.
Проксима Центавра B
В 2016 году была открыта планета Проксима b, которую не-официально называли «близняшкой» нашей Земли.
Прохладная планета со средней температурой –39 ℃. С другой стороны – просто обычная суровая российская зима. Зато минусовая температура полностью компенсируется другими плюсами.
Планета находится очень близко – всего в 4,2 световых годах от нас. Она на 10 % больше Земли – вполне терпимая гравитация.
Родная звезда у планеты – красный карлик. И несмотря на то, что Проксима Центавра b в 20 раз ближе к своей звезде, чем наша Земля – к Солнцу, здесь так холодно. Планета получает от своей звезды около 65 % света, который Земля получает от Солнца.
Теоретически здесь вполне могла бы быть жизнь. Но если такое и было, то в 2017 году все живое было уничтожено. Родная звезда планеты Проксима b устроила катастрофу. На ней про-изошла мощная вспышка. По яркости эта вспышка превосходила в 1000 раз обычный свет звезды Проксимы Центавра. На планете уровень радиации был в 4000 раз больше максимума, при котором живые организмы могут выстоять перед лучами.
Сила вспышки была такой, что вся вода на Проксиме b в секунду превратилась в пар. Выжить при такой вспышке можно, только если спрятаться глубоко под землей. У некоторых видов бактерий был небольшой шанс на спасение.
Изучить планету стоит. Но с помощью роботов. И вряд ли есть смысл создавать здесь колонию, потому что катастрофическая вспышка в любой момент может повториться.
Проксима Центавра b – не единственный кандидат в этой звездной системе. И исследователи хотят детально изучить нашего ближайшего соседа.
Ученые из Сиднейского университета и Лаборатории реактивного движения NASA запустили проект «Толиман».
С помощью специального телескопа они будут собирать данные и изучать нашего ближайшего соседа – Альфу Центавра.
«Наш ближайший сосед, Альфа Центавра, – тройная звезда с двумя звездами, очень похожими на наше Солнце. С помощью новейших приборов мы будем изучать ближайшие планеты. Проводить анализ атмосферы, химического состава поверхности и, возможно, даже признаков биосферы», – заявил руководитель проекта профессор Питер Тутхилл из Сиднейского института астрономии.
Он уверен, что в системе могут быть несколько планет, которые похожи на Землю, но пока не обнаружены.
Росс 128 B
Этот кандидат уже гораздо более привлекателен.
Росс 128 b – экзопланета в системе звезды Росс 128, которая расположена в созвездии Девы. Расстояние от нас до этой звезды – примерно 11 световых лет.
Родительская звезда, как у и предыдущей экзопланеты, – красный карлик. Это весьма распространенный тип звезд в нашей галактике.
Звезда чуть старше Солнца, а вот по массе в пять раз уступает нашему светилу.
Планета потенциально подходит для жизни. Один минус: ее масса почти в полтора раза больше земной. Терпимо, но для земной жизни лучше, если сила притяжения чуть ниже или такая же, как на нашей планете.
Находится Росс 128 b чуточку ближе к родной звезде, чем предыдущая экзопланета. Полный оборот планета совершает всего за 10 дней. Соответственно, столько же здесь длится год.
Температура на этой экзопланете, по предварительным оценкам, может колебаться от 0 до 21 ℃.
Открыли экзопланету в 2017 году. Сделала это группа ученых, проанализировав данные из обсерватории La Silla в Чили. В статье, опубликованной в научном журнале Astronomy and Astrophysics, авторы пишут: «Росс 128 b, пожалуй, самая умеренная планета, известная на данный момент». Так как ее масса и температура на поверхности должны быть довольно близки к земным.
Глизе 581 C
И снова планета, которая вращается вокруг красного карлика. Ее родная звезда расположена на расстоянии 20 световых лет от Солнца в созвездии Весов.
Светимость родной звезды достигает чуть более 1 % от светимости Солнца. Звезда старая – ей уже около 10 миллиардов лет.
В отличие от Проксимы Центавра, эта звезда довольно массивная и не склонная к внезапным вспышкам, так опасным для всего живого.
Планета находится в 14 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Год здесь длится 13 дней. Планета довольно массивная: сила тяжести здесь примерно в 1,6 раза больше земной.
С одной стороны, планета находится в «зоне жизни» и выглядит потенциально пригодной для человека. С другой – изучить ее с помощью спектрального анализа трудно, и ученым приходится моделировать ситуацию на этой планете исходя из ее физических параметров.
Средняя температура на планете зависит от того, какая на ней атмосфера. А это ученым пока узнать не удалось. Если атмосфера близка к земной, то климат здесь очень комфортный: средняя температура составляет 17 ℃. Однако если атмосфера здесь плотная, как на Венере, то температура может превышать 100 ℃.
Главный риск – планета расположена слишком близко к своей звезде. А значит, из-за действия приливных сил она может быть повернута к своей звезде одной стороной. И это делает климат крайне неудобным для жизни. Примерно как на Луне: на одной стороне слишком жарко, на другой – слишком холодно.
Знаете, как на самом деле выглядят с Земли все экзопланеты? Вот так:
Это изображение – падение в светимости звезды, когда ее планета проходит между нами и своей звездой, перекрывая ее. Так мы понимаем, что там далеко есть планета, какая она примерно по размеру, и другие ее физические параметры.
Большинство изображений экзопланет, которые вы когда-либо видели, вымышлены. Их рисуют художники на основе данных, предоставленных астрофизиками.
Глизе 667 C C
На данный момент ученые полагают эту экзопланету наиболее комфортной для жизни из ближайших к Солнцу звезд. В созвездии Скорпиона есть система тройных звезд. К одной из них и принадлежит эта планета. Находится она на расстоянии 23 световых лет от Солнца.
Система тройных звезд Глизе 667 включает в себя двух оранжевых и одного красного карлика. И интересующая нас экзопланета вращается вокруг красного карлика. Средняя температура здесь, по оценкам ученых, составляет 27 ℃. Рай, да и только! Планета всем хороша, кроме одного (всегда есть это что-то «одно»!): ее масса как минимум в 3,8 раза превосходит земную.
На этой планете вполне может существовать жизнь, считают ученые. Скорее всего, в примитивном виде. Но если там есть разумная жизнь – возможно, она ищет способы, как оттуда выбраться. Ведь улететь с массивной планеты с высокой гравитацией очень трудно. Требуются очень мощные двигатели и много топлива.
HD 85512 B
HD 85512 b вращается вокруг оранжевого карлика. Так называют звезды, которые находятся между желтыми карликами, как наше Солнце, и прохладными красными карликами.
Сила тяжести тут в 1,4 раза выше, чем на нашей планете. А вот вероятность существования воды в жидком виде максимальна.
Однако если тут есть атмосфера земного типа, то температура на этой экзопланете достигает 78 ℃. Жарковато, но терпимо. Это вам не Венера! Это хорошие, но не лучшие для жизни планеты из тех, которые мы знаем. Но большинство из них находится гораздо дальше от Солнца. И их потенциальная колонизация может затянуться на тысячелетия.
Планета-океан
Про далекие планеты можно рассуждать долго – их гораздо сложнее описать и обнаружить. Поэтому хочу остановиться только на одном типе планет, которых, похоже, не так уж мало в нашей галактике.
Ученые обычно ищут жизнь на планетах земного типа. Вполне логичный подход: раз на Земле жизнь возникла – значит, планеты типа нашей точно могут быть потенциальными носителями других живых существ.
Однако не землей единой может быть богата жизнь во Вселенной! Группа астрономов из Кембриджа провела моделирование и выяснила, что есть еще миры, которые имеют максимальную вероятность для появления жизни. О своем открытии ученые рассказали в статье, опубликованной в 918-м томе «Астрофизического журнала».
Они выделили отдельный класс экзопланет – планеты Hycean. Это крупные планеты-океаны, которые как минимум в 2,5 раза больше Земли. Они покрыты водой, их атмосфера богата водородом. А главное – таких планет намного больше, чем экзопланет земного типа.
К сожалению (или к счастью для нас?), на большинстве планет жизнь невозможна ни в каком виде. Неорганическая материя слабо подходит для появления жизни: ей не хватает разно-образия соединений, чтобы образовывать ДНК. А органическаяжизнь возможна лишь в крайне узком диапазоне температур. Важно, чтобы химический состав коры и атмосферы, а также гравитация тоже были в определенных значениях.
Поэтому планеты с токсичной атмосферой, типа Венеры или вулканического типа (не говоря уже о газовых гигантах), к появлению жизни совершенно не приспособлены.
Однако надеяться на развитые разумные жизни на экзопланетах все же не стоит. Высокая гравитация накладывает свои ограничения. В частности, такой жизни будет трудно перейти в космическую эру, так как гораздо сложнее сконструировать корабль, который достигнет первой космической скорости.
А вот жизнь, состоящая из микроорганизмов, здесь вполне возможна. Причем практически при любой температуре – как в страшной жаре, так и в суровом холоде. Потому что здесь просто рай для экстремофилов – бактерий, которые живут и на Земле, в самых суровых ее уголках.
Одной из потенциально обжитых планет ученые считают K2-18b. Находится она на расстоянии 124 световых лет от Солнечной системы. K2-18b вращается вокруг красного карлика. Она покрыта жидкой водой – бесконечным океаном, – и ее атмосфера пропитана водяным паром как минимум на 20 %.
Один минус у этой планеты – низкая плотность. Планеты такого класса называются мини-нептунами. Это промежуточное звено между газовыми гигантами типа Нептуна и планетами земного типа.