Неподалёку от земли обнаружена пригодная для жизни планета

Методология

Индекс подобия Земле

Индекс подобия Земле — параметр, показывающий насколько близко экзопланета соответствует Земле. Индекс может принимать значения в диапазоне от 0 до 1, где «1» означает идентичность Земле. Значения между «0,8» и «1,0» соответствуют каменистым землеподобным планетам, которые могут иметь подобную Земле атмосферу с умеренной температурой и поддерживать земные формы жизни. Индекс является функцией от радиуса планеты, её плотности, второй космической скорости и температуры поверхности.

Основной уровень жизнепригодности

Основной уровень жизнепригодности — параметр, определяющий водно-тепловую пригодность климата планеты для существования наземных продуцентов (растительности). Параметр принимает значение в диапазоне от 0 до 1, где «1» — наиболее пригодные для жизни условия и является функцией от температуры поверхности и относительной влажности. Значение «1» присваивается планетам со средней приповерхностной температурой 25 °C, являющейся наиболее оптимальной для большинства видов растений; «0» — планетам с температурой выше 50 °C и ниже 0 °C. Для экзопланет используется только температурная составляющая и предполагается, что на планете присутствует вода.

Удалённость от обитаемой зоны

Удалённость от обитаемой зоны — параметр, определяющий удалённость планеты от центра обитаемой зоны родительской звезды. Планеты в обитаемой зоне имеют значения от −1 до +1, где «0» обозначает центр обитаемой зоны, а −1 и +1 — её внутренний и внешний края. Удалённость от обитаемой зоны является функцией от светимости звезды, её температуры, а также расстояния до планеты.

Состав обитаемой зоны

Состав обитаемой зоны — параметр, определяющий валовый состав экзопланеты. Значения близкое к 0 обозначают тела, состоящие из смеси железа, камня и воды. Значения ниже −1 обозначают тела, состоящие преимущественно из железа, а значения выше +1 обозначают тела, состоящие преимущественно из газа. HZC зависит от массы и радиуса.

Атмосфера обитаемой зоны

Атмосфера обитаемой зоны — параметр, характеризующий возможность экзопланеты держать атмосферу. Значения ниже −1 обозначают тела со слабой атмосферой или без неё. Значения выше +1 обозначают тела, с плотной водородной атмосферой (газовые гиганты, например). Значения между −1 и +1 вероятно имеют атмосферу, подходящую для жизни, но 0 не обязательно обозначает идеальные условия. HZA зависит от массы, радиуса, орбиты вращения планеты и светимости звезды.

Планетный класс

Планетный класс — параметр, характеризующий планетные тела в виде комбинации из трёх температурных классов и семи категорий масс. Температурный класс зависит от положения планеты относительно обитаемой зоны и может быть трёх видов: горячий, тёплый и холодный (тёплый соответствует обитаемой зоне). Категория масс подразделяется на следующие типы: астероид, меркурий, миниземля, земля, суперземля, нептун и юпитер. Классификация может применяться для экзопланет (включая спутники), а также любых планет Солнечной системы.

Класс жизнепригодности

Класс жизнепригодности — параметр, являющийся классификацией только жизнепригодных миров (землеподобных планет в обитаемой зоне) и состоящий из пяти температурных категорий:

  • гипопсихропланеты (класс hP, очень холодные планеты) — температура от −50 °C и ниже;
  • психропланеты (класс Р, холодные планеты) — температура от −50 до 0 °C;
  • мезопланеты (класс М, планеты с умеренной температурой, не следует путать с термином «мезопланета» Айзека Азимова) — температура от 0 до 50 °C;
  • термопланеты (класс Т, горячие планеты) — температура от 50 до 100 °C;
  • гипертермопланеты (класс hT, очень горячие планеты) — температура от 100  °C и выше.

Такой способ наименования был позаимствован из микробиологии, где он используется для классификации микроорганизмов в зависимости от температуры, благоприятствующей для их роста. Класс М включает планеты с температурой поверхности от 0 до 50 °C, пригодной для поддержания сложных форм жизни (любителям научной фантастики он может быть знаком по сериалу «Звёздный путь»). Прочие классы подразумевают условия, подходящие только для экстремофилов.

Универсальный класс NH применяется для обозначения непригодных для жизни планет.

Температура

Tп — средняя приповерхностная температура атмосферы в кельвинах (К). Расчёт основан на предположении, что планета имеет атмосферу, подобную земной с парниковым эффектом за счет наличия 1 % СО2 и при альбедо 0,3.

Как это узнали?

О том, как нашли новую планету, стоит рассказать подробно, ведь ни одна из шести планет в системе Глизе 581 (кстати, шесть планет вокруг одной другой звезды— уже новость, недавно и четыре экзопланеты в одном месте были практически сенсацией) в телескоп не видна. Ни планеты у Глизе 581, ни еще несколько сотен экзопланет у других звезд никто не видел напрямую, исключения можно буквально пересчитать по пальцам. Одной руки.

Как ученые тогда узнают о том, что планета вообще существует? И как удается определять параметры ее орбиты? Ответ прост по сути— звезда и планеты составляют одну систему, причем вращающуюся вокруг своего центра тяжести.

Анализируя смещения звезды из стороны в сторону, можно рассчитать то, сколько небесных тел ее окружает, какова их масса и на каком расстоянии они находятся. Конечно, это требует многолетних (в данном случае ушло почти 11 лет!) наблюдений, сложных математических методов и точных инструментов— но именно так астрономы и получили «портрет» системы Глизе 581, описанный на страницах журнала Astrophysical Journal.

Где прочесть оригинал

Желающие могут прочесть статью ученых сами— она выложена в архиве препринтов arXiv.org.

Любопытно отметить, что телескоп для этого требуется не самый сложный: группа исследователей из университета Теннеси в США пользовалась инструментом с 36-сантиметровым зеркалом и автоматическим управлением. Такой телескоп, конечно, превосходит любительские, но до космического телескопа Хаббла или наземных гигантов с восьмиметровыми зеркалами ему далеко.

А другой метод поиска экзопланет, основанный на наблюдении затмений (планета проходит на фоне звезды и частично закрывает нам ее свет) и вовсе обходится иногда без телескопов, как таковых. Участники проекта WASP купили несколько профессиональных фотообъективов, прикрепили их к специальным астрономическим фотокамерам и поставили на штатив с системой слежения. Объектив, который вполне обычен для спортивного корреспондента или папарацци, оказался способен помочь в обнаружении небесных тел за десятки, а то и сотни световых лет от Земли.

#5 Глизе 832 c

Самая близкая к Солнечной системе жизнепригодная экзопланета находится в созвездии журавля на расстоянии всего 16,3 световых года, это Глизе 832 с. Центром ее родной звездной системы является звезда спектрального класса красный карлик, которая более чем в 2 раза меньше и легче Солнца, соответственно и светимость меньше примерно в 1000 раз. Однако из-за мало удаленной орбиты (на один оборот уходит всего 36 суток) Глизе 832 c получает лишь немногим меньшее количество света и тепла в сравнении с нашей планетой.

Моделирование показывает, что средняя температура на ее поверхности составляет около -20 °С, но это значение довольно сильно изменяется в зависимости от времени года. Дело в том, что орбита этой экзопланеты сильно вытянута, в результате чего она то максимально приближается к материнской звезде, смещаясь на самый край обитаемой зоны, то удаляется от звезды, смещаясь ближе к центру обитаемой зоны.

Глизе 832 с также относится к разряду суперземель, ее масса составляет порядка 5,4 земных. Атмосфера по всей видимости довольно плотная, ее средние слои всегда заполнены массивными паросодержащие облаками.

Открыватель Глизе 832 с, Роберт А. Виттенмейер следующим образом описал данную планету:

Где и как?

Глизе 581 в несколько раз меньше Солнца, а ее свет не желтоватый, а оранжевый. На фоне Солнца эта звезда светит довольно слабо, и будь недавно обнаруженная планета на таком же расстоянии от светила, как Земля,— ни о какой обитаемости говорить не приходилось бы. Но небесное тело, пока что называемое Глизе 581g, мало того что достаточно близко к звезде, оно еще и обращается вокруг нее по практически идеально круглой орбите!

Температура поверхности планеты составляет оценочно от— 40 до— 15 градусов Цельсия. Эта данные рассчитаны, исходя из предположения, что ее атмосфера более-менее похожа на земную. Но так как масса планеты больше земной минимум втрое, атмосфера наверняка окажется значительно толще, и потому климат Глизе 581g может быть и теплее.

А если поверхность прогревается до температур выше точки плавления льда— это означает возможность появления жизни. Наверняка эта жизнь не может быть такой, как на Земле,— повышенная сила тяжести накладывает свои ограничения,— но все-таки эта жизнь вполне может быть основана на тех же принципах, что и земная.

Тяготение

Точно оценить силу тяжести, не зная радиуса планеты, сложно. Самая планета тяжелее, и если у нее при этом та же плотность, что и у Земли, то рост диаметра дает соответствующий прирост силы тяжести.

Так как диаметр растет пропорционально корню третьей степени из объема (и массы), то сила тяжести на Глизе 581g может быть больше земной в корень из трех раз. То есть примерно на 44% больше, вполне терпимо для человека.

В случае если все покрыто льдом, жизнь тоже не исключена— ведь, по последним данным, под ледяной коркой спутников Юпитера и Сатурна есть настоящие океаны. Тепло самой планеты, приливные силы со стороны лун— все это может дать энергию экосистемам на дне морей.

Kepler-283c

Планета расположена в созвездии Лебедя. Звезда Kepler-283 находится в 1700 световых лет от Земли. Вокруг своей звезды (Kepler-283) планета вращается по орбите, примерно в 2 раза меньшей, чем Земля вокруг Солнца. Но исследователи полагают, что вокруг звезды вращается как минимум две планеты (Kepler-283b и Kepler-283c). Kepler-283b находится ближе всего к звезде, и там слишком горячо для существования жизни.

Но все равно, внешняя планета Kepler-283c находится в благоприятной для поддержания жизненных форм зоне, известной под названием «зона обитаемости». Радиус планеты составляет 1,8 радиуса Земли, и год на ней будет составлять только 93 земных дня, именно столько требуется этой планете для полного оборота вокруг своей звезды.

Нет жизни без воды

Для чего человек ищет планеты пригодные для жизни? Ради любопытства? Нет. Климат на нашем уникальном, наполненном жизнью, шаре меняется. Человечество преследуют жара, морозы, потопы, пыльные бури. Все это может плохо закончиться. Наша уверенность по части жизнепригодности лишь одной Земли вызывает не только радость, но и беспокойство.

Политические, финансовые, гуманитарные, научные причины делают нас биологическим видом, крайне заинтересованным в обитаемости, как можно большего числа планет. Новые планеты, пригодные для жизни человека позволят понять тенденцию изменения земных погодных условий, определить возможности выживания в грядущих климатических условиях. Решить, что нужно делать для того, чтобы остановить ухудшение метеорологических условий, выяснить, в чем причина такой сильной зависимости от углерода.

Таким образом, пригодные для жизни планеты дадут людям возможность найти более чистые источники энергии, прекратить ухудшать климат ради достижения финансовой выгоды и комфорта. Возможно, для этого потребуются новые аппаратные платформы, которые позволят нам отправиться в столь длительные путешествия.

5. Trappist-1 e

Одинокий красный карлик в созвездии Водолея оказался удивительно щедрым на планеты. На настоящий момент ученые открыли целых 7 планет, которые по размерам поразительно похожи на нашу Землю. А три из них даже потенциально находятся в «жилой» зоне!

Кстати, открыл эти планеты не телескоп Кеплера, а его более старший брат – инфракрасный телескоп Спитцер.

Ученые считают, что на планете Е Трапписта-1 очень велики шансы на возникновение не то чтобы воды, но даже целого океана. Вообще, эта планета поразительно похожа на Землю: массой, радиусом, плотностью, гравитацией и температурой поверхности. И расположена она не то чтобы сильно далеко – примерно в 40 световых годах от Земли.

Впрочем, по последним исследованиям, шансы для зарождения жизни на Трапписте-1 версии Е слишком преувеличены. Она находится в опасной зоне – в атмосфере слишком много угарного газа для существования жизни земного типа.

А другие ученые, наоборот, считают, что наличие следов угарного газа в атмосфере, является показателем наличия этой самой жизни. Вот и не поймешь, кому верить.

9. GJ 273 b

Звездная система, в которой расположена еще одна потенциально населенная планета, была открыта около 80 лет назад. Однако про существование GJ 273 b стало известно гораздо позже – в 2013 году.

Это большая планета; ее размер превышает земной в 2,5 раза. Расположена она аккурат в обитаемой зоне и сложена предположительно из твердых пород. А красный карлик, вокруг которого она вращается, отличается тихим нравом и не склонен к бурным вспышкам уничтожающей все живое радиации.

Правда, при нынешнем состоянии науки невозможно узнать в точности, есть ли на GJ 273 b жизнь. Но неопределенность не помешала энтузиастам запустить в космос послание, адресованное этой звездной системе. Упакованная в радиоволны «посылка» включает в себя математические формулы и отрывки из музыкальных произведений.

Список

На 25 сентября 2014 года в каталоге жизнепригодных экзопланет присутствует 15 подтверждённых экзопланет (среди них Глизе 667 C c, Глизе 163 с, Kepler-22 b, Kepler-186 f). Также для сравнения в список добавлены четыре планеты земной группы Солнечной системы.

# Название ESI SPH HZD HZC HZA pClass hClass Расстояние (св.лет) Статус Годоткрытия
N/A Земля 1.00 0.72 -0.50 -0.31 -0.52 тёплая земля мезопланета не экзопланета доисторический
1 Kepler-438 b 0.90 0.88 -0.93 -0.14 -0.73 тёплая земля мезопланета 470 подтверждена 2015
2 Проксима Центавра b 0.87 0.00 -2.33 -0.17 -1.12 тёплая суперземля термопланета 4.224 спорная 2016
3 Kepler-296 e 0.85 0.88 −0.93 −0.14 +0.53 тёплая суперземля мезопланета 1089.6 подтверждена 2014
4 KOI-3010.01 0.84 0.93 -0.88 -0.16 -0.06 тёплая суперземля мезопланета 1213.4 подтверждена 2011
5 Глизе 667 C c 0.84 0.64 -0.62 -0.15 +0.21 тёплая суперземля мезопланета 23.6 подтверждена 2011
6 Kepler-442 b 0.83 0.98 −0.72 −0.15 +0.28 тёплая суперземля мезопланета 1291.6 подтверждена 2015
7 Kepler-62 e 0.86 0.96 -0.60 -0.15 +0.04 тёплая суперземля мезопланета 1199.7 подтверждена 2013
8 Kepler-452 b 0.83 0.96 −0.49 -0.15 +0.28 тёплая суперземля мезопланета 1400 подтверждена 2015
9 Глизе 832 c 0.81 0.96 -0.72 -0.15 +0.43 тёплая суперземля мезопланета 16.1 подтверждена 2014
10 Kepler-283c 0.79 0.85 -0.58 -0.14 +0.69 тёплая суперземля мезопланета 1496.8 подтверждена 2011
11 Kepler-436 b 0.79 0.33 -0.87 -0.14 +0.47 тёплая суперземля мезопланета 1339.4 кандидат Кеплера 2011
12 Тау Кита e 0.78 0.00 -0.92 -0.15 +0.16 тёплая суперземля мезопланета 11.9 не подтверждена 2012
13 Kepler-296 f 0.78 0.15 -0.90 -0.14 +0.53 тёплая суперземля мезопланета 1089.6 подтверждена 2011
14 Gliese 180 c 0.77 0.42 -0.53 -0.14 +0.64 тёплая суперземля мезопланета 39.5 подтверждена 2014
15 Глизе 667 C f 0.77 0.00 -0.22 -0.16 +0.08 тёплая суперземля психропланета 23.6 спорная 2013
16 Gliese 581 g 0.76 0.96 -0.70 -0.15 +0.28 тёплая суперземля мезопланета 20.2 спорная 2010
17 Gliese 163 c 0.75 0.02 -0.96 -0.14 +0.58 тёплая суперземля мезопланета 48.9 подтверждена 2012
18 Gliese 180 b 0.75 0.41 -0.88 -0.14 +0.74 тёплая суперземля мезопланета 39.5 подтверждена 2014
19 HD 40307 g 0.74 0.04 -0.23 -0.14 +0.77 тёплая суперземля психропланета 41.7 подтверждена 2012
20 Kepler-61 b 0.73 0.27 -0.88 -0.13 +1.24 тёплая суперземля мезопланета 1062.8 подтверждена 2013
21 Kepler-443 b 0.73 0.91 -0.49 -0.13 +1.44 тёплая суперземля мезопланета 2564.4 кандидат Кеплера 2011
22 Gliese 422 b 0.71 0.17 -0.41 -0.13 +1.11 тёплая суперземля мезопланета 41.3 не подтверждена 2014
23 Kepler-22 b 0.71 0.53 -0.64 -0.12 +2.90 тёплый нептун мезопланета 619.4 подтверждена 2011
24 Kepler-440 b 0.70 0.00 +0.01 −0.15 +0.38 тёплая суперземля психропланета 706.5 подтверждена 2015
25 Kepler-298 d 0.68 0.00 -0.86 -0.11 +2.11 тёплая суперземля мезопланета 1545 подтверждена 2014
26 Kepler-439 b 0.68 0.00 -0.99 -0.13 +1.18 тёплая суперземля термопланета 1914.8 кандидат Кеплера 2011
27 Kapteyn b 0.67 0.00 +0.08 -0.15 +0.57 тёплая суперземля психропланета 12.7 спорная 2014
28 Kepler-62 f 0.67 0.00 +0.45 -0.16 +0.19 тёплая суперземля психропланета 1199.7 подтверждена 2013
29 Kepler-186 f 0.64 0.00 +0.48 -0.17 -0.26 тёплая земля психропланета 492 подтверждена 2014
30 Kepler-174 d 0.61 0.00 +0.32 -0.13 +1.77 тёплая суперземля психропланета 878.3 подтверждена 2011
31 Глизе 667 C e 0.60 0.00 +0.51 -0.16 +0.23 тёплая суперземля психропланета 23.6 спорная 2013
32 Gliese 682 c 0.59 0.00 +0.22 -0.14 +1.19 тёплая суперземля психропланета 16.6 не подтверждена 2014
33 Gliese 581 d 0.53 0.00 +0.78 -0.14 +0.94 тёплая суперземля психропланета 20.2 спорная 2007
34 K2-9 b 0.87 0.90 -0.55 -0.28 +0.01 тёплая суперземля мезопланета 215.26 подтверждена 2015
N/A Венера 0.78 0.00 -0.93 -0.28 1.37 тёплая земля гипертермопланета не экзопланета доисторический
N/A Марс 0.64 0.00 +0.33 -0.13 -1.12 тёплая миниземля гипопсихропланета не экзопланета доисторический
N/A Меркурий 0.39 0.00 -1.46 -0.52 -1.37 горячий меркурий гипертермопланета не экзопланета доисторический

Где находится планета похожая на Землю?

Обнаруженная экзопланета, получившая название GJ 357d, расположена в системе звезды GJ 357, которая находится в созвездии Гидры примерно в 31 световом годе от Земли. Напомним, что световым годом в астрономии принято называть дистанцию, которую свет может пройти за один земной год – это примерно 10 триллионов километров. Планета была обнаружена так называемым транзитным методом поиска. Ученые наблюдали за изменением уровня светимости звезды, который и рассказал исследователям о наличии планеты.

Астрономы относят обнаруженную экзопланету к так называемому классу суперземель. Это планеты, которые своим размером и массой превышают нашу Землю, но при этом значительно уступают по этим параметрам газовым гигантам. По данным ученых ее масса примерно в шесть раз больше земной. Однако исследователи говорят, что пока не установили ее точные размеры и состав. Если она окажется каменистой, то есть, такой же как наша Земля, то ее размер должен быть примерно в два раза больше земного. Вокруг своей звезды планета совершает один полный оборот за 56 земных дней.

1. Teegarden b

Как и прочие планеты земного типа, на которых потенциально может существовать жизнь, находится она в «обитаемой зоне» — не слишком далеко, не слишком близко от своей звезды. И, похоже, из всех 10 планет в нашем рейтинге именно Teegarden b более всего похожа на нашу Землю, как массой, так и плотностью и даже возможной температурой поверхности.

Опасение внушают лишь бурные и яростные радиационные вспышки, которые время от времени испускают красные карлики. Мощные потоки радиоактивных частиц способны истребить любую жизнь на своем пути.

Как ученые определяют, может быть на планете жизнь или нет

Наши знания о Вселенной ограничены опытом, накопленным человечеством в процессе эволюции. Так что ученые, определяя, возможна ли жизнь на той или иной планете, в первую очередь ориентируются на хорошо известную нам планету Земля. По их мнению, жизнь способна зародиться на планете, если она соответствует следующим критериям.

  1. Зона комфорта.
    Планета не должна находиться очень близко или очень далеко от своей звезды. И, грубо говоря, на ней должно быть не очень жарко и не слишком холодно.
  2. Точка опоры.
    У планеты должна быть твёрдая поверхность. Предполагается, что гигантский газовый суп, вроде Юпитера или Урана – плохое место для обитания живых существ.
  3. Размер имеет значение.
    Планета должна быть достаточно большой, чтобы сформировать раскаленное ядро. Именно ядро создает магнитное поле вокруг планеты, защищающее ее поверхность от губительной солнечной радиации.
  4. Плотный слой атмосферы.
    Толщина его должна быть как раз такой, чтобы защищать хрупкие живые организмы как от радиации, так и от инородных предметов, а также давать им чем дышать.
  5. Крошечные жители.
    Стоит добавить, что возможная жизнь, скорее всего, окажется микробной. Судя по тому что первые микроорганизмы появились на нашей планете примерно 4,25 млрд. лет назад (а сама планета как таковая возникла около 4,54 млрд. лет назад), шансы на заселение Вселенной «живой пылью» достаточно велики. А вот способна ли она превратиться во что-то большее – совсем другой вопрос.

Когда удастся долететь?

Долететь до Глизе 581, равно как и до ближайшей к нам Альфы Центавра (точнее Проксимы Центавра, так как Альфа является тройной системой) явно в ближайшее столетие не получится. Даже если бы современные технологии и позволяли разгоняться до околосветовых скоростей— путь только в один конец занял бы не меньше нескольких десятилетий.

Запущенные в 1970-х годах «Вояджеры» и «Пионеры» в настоящий момент даже не преодолели отметки «одни световые сутки». Если бы один из этих аппаратов держал курс прямиком к Глизе 581, он был лишь в самом начале пути— преодолев одну десятитысячную от него.

Изучение экзопланет еще неопределенно долго придется вести дистанционными методами— которые в настоящее время бурно развиваются и в связи с этим сулят настоящий всплеск открытий в ближайшие годы. О перспективе обнаружения жизни за пределами солнечной системы всерьез говорят вполне уважаемые ученые, и Глизе 581g стала, вероятно, лишь первой в списке «потенциально обитаемых».

2 место. Титан

Да, Титан, спутник Сатурна, не является планетой, но в наш перечень очень колоритно вписывается. Это одно из немногих мест в Солнечной системе, где на данный момент возможно существование жизни (кроме Земли конечно) хотя бы в самой примитивной форме. Согласно актуальным исследованиям на Титане имеется углерод, водород, азот и кислород – всё необходимое для жизни. К тому же достаточно плотная атмосфера обеспечивает надёжную защиту от космического излучения. На Титане есть всё необходимое для жизнедеятельности колонии: от воды до возможности получения ракетного топлива. Титан очень привлекателен в экономическом плане, т.к. жидких углеродов там в сотни раз больше, чем всех нефтяных запасов на Земле. К тому же все эти сокровища находятся прямо на поверхности спутника в виде озёр.


Титан. Вид сквозь облака

Человеку на Титане может навредить низкое давление, низкая температура и наличие цианистого водорода в атмосфере. Без специальных скафандров на первых парах не обойтись. Неприятным фактором является и гравитация, которая ниже нашей в 7 раз. Из-за этого наш организм может пострадать. А ещё там нередко бывают сильные землетрясения.

Очень высока вероятность того, что Титан станет 3-м космическим объектом после Луны и Марса, на котором высадится человек. Сегодня его в первую очередь рассматривают как источник ресурсов, которые на Земле постепенно заканчиваются.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: