Багира

Вторник, 09 26th

Последнее обновлениеВт, 26 Сен 2017 1pm

Человечеству всё теснее становится на родной Земле, но на данный момент у него нет возможности массово её покинуть. Казалось, что особо и некуда, однако в последние годы учёным удаётся обнаружить планеты, на которых потенциально может быть жизнь. И таких обнаружений с каждым годом будет только больше!

Экзопланеты — в поисках далёкой жизни

Журнал: Тайны вселенной №7(117), 2017 год
Рубрика: Астрофизика
Автор: Александр Стела

Ближние соседи

Фото: поиск суперземлиУже в XVIII веке представление о существовании в космосе многочисленных обитаемых планет было широко распространено среди образованной публики (например, в существовании других миров, населённых разумными существами, был твёрдо убеждён великий философ Иммануил Кант).
Конечно, наибольший интерес вызывали ближайшие к нам планеты Солнечной системы. Страстное желание разглядеть братьев по разуму привело к «открытию» марсианской цивилизации. Астрономы, наблюдавшие Красную планету, убедили себя, что видят на поверхности планеты искусственные каналы! Значит, на соседней планете есть древняя цивилизация, создавшая среди пустынь Марса всепланетную ирригационную сеть… Это «открытие» вдохновило многих литераторов (в частности, марсианским каналам уделили внимание такие разные авторы, как Эдгар Берроуз и А. Н. Толстой. Но увы! Дальнейшие исследования показали, что никаких каналов на Марсе не существует.
Красная планета оказалась безжизненной пустыней, Венера — раскалённым адом, где температура не опускается ниже 600 градусов по Цельсию. Остальные планеты Солнечной системы ещё меньше пригодны для жизни.

Первая экзопланета

«разочарование» в соседях по Солнечной системе подтолкнуло учёных к поиску планет в иных звёздных мирах.
Первые попытки найти планеты вне нашей системы были связаны с наблюдениями за положением близких звёзд и предпринимались ещё в начале XX века. Планеты далёких звёзд невозможно увидеть даже в самый мощный телескоп, но учёные разработали метод их обнаружения с помощью высокоточных спектрометров (воспринимаемые на Земле частоты излучения звёзд незначительно меняются под влиянием планет — это изменение можно зафиксировать). Этот метод к концу XX века принёс успех.
В 1995 году астрономы обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом. Как показали расчёты, колебания звезды вызвала планета-гигант, по массе сравнимая с Юпитером, но (в отличие от настоящего Юпитера) находящаяся в непосредственной близости от светила. В среде астрономов планеты этого типа получили название «горячие юпитеры».

Новая «Земля»?

В дальнейшем были обнаружены сотни таких «Юпитеров» — раскалённых газовых гигантов, не пригодных для жизни. Конечно, такие открытия не могли удовлетворить астрономов — основные усилия исследователей были направлены на поиск планет, подобных Земле.
Успех пришёл к учёным в августе 2004 года, когда была обнаружена первая планета того же класса, что Земля или Венера, в системе звезды μ (мю) Жертвенника. Планета имела массу приблизительно в 14 масс Земли и температуру на поверхности порядка 700°С. Однако учёные хотели большего.
В поиске землеподобных планет помог так называемый метод транзитов — суть его заключается в наблюдении за периодическим понижением яркости, вызванным прохождением планеты по диску звезды. Но для того чтобы прохождение по диску звезды можно было зарегистрировать с Земли, нужна удачная ориентация орбиты. Вероятность такой ориентации очень невелика (для планеты с параметрами Земли — примерно одна двухсотая). Поэтому для обнаружения транзита планет нужно долго наблюдать за большим количеством звёзд. Как раз для такой работы был создан космический телескоп «Кеплер», который мог наблюдать одновременно до 200 тысяч звёзд. Этот аппарат был запущен на орбиту в 2009 году — и с этого момента открытие экзопланет стало рутинным делом. Общий улов «Кеплера» — тысячи экзопланет, включая небольшие скальные планеты типа Земли.
Так, например, в 2016 году было объявлено об открытии небесного тела земного типа Кеплер-452b у звезды, похожей на Солнце. Планета даже получила прозвище «Земля 2.0», хотя она примерно в пять раз тяжелее Земли. Нет никаких сомнений, что в обозримом будущем будет открыто множество экзопланет, в том числе в относительной (по звёздным меркам) близости от Солнечной системы. К ним можно будет направить межзвёздные зонды (технически реализуемые проекты таких зондов существуют уже сегодня), а если условия жизни на планетах окажутся благоприятными—то и подумать об их колонизации.

Обитаемые миры

Но какие обитаемые планеты преобладают в Галактике? К сожалению или к счастью, наша Земля является по многим параметрам исключением. Большинство обитаемых планет должны выглядеть совсем иначе, чем Земля, а это означает, что жизнь на них примет формы, безмерно далёкие от земных.
По предварительным оценкам, пригодные для жизни планеты наиболее часто встречаются в системах красных карликов. Такие звезды невероятно стабильны (срок их жизни колеблется от 100 миллиардов до 10 триллионов лет!). Это важно для развития жизни — ведь эволюция процесс долгий, и для появления хотя бы примитивных животных и растений должны пройти миллиарды лет в сравнительно стабильных условиях. Поэтому в подобной долгоживущей звёздной системе имеются хорошие условия для формирования сложного биоценоза.

Знаете ли вы что…

Исследователи Эдинбургского университета в Шотландии предполагают, что в верхних слоях атмосферы коричневых карликов — так астрономы называют переходные объекты между звёздами и планетами, — может существовать жизнь. Масса таких «недозвезд» слишком мала для поддержания термоядерной реакции, и поэтому коричневые карлики постепенно угасают и остывают. Учёные предполагают, что в верхних слоях атмосферы такого космического тела могут обитать причудливые организмы — «паруса» или, может быть, «воздушные шары», питающиеся энергией солнца.

Красных карликов очень много — порядка 90% от всего «населения» Галактики. Светимость карликов очень мала, и обитаемый мир должен располагаться на орбите очень близко к звезде. По последним исследованиям, столь близкая компоновка планетарной системы и является распространённой среди звёздных систем, так что число обращающихся вокруг красных карликов планет, входящих в «область жизни», должно быть велико.
Однако жизнь на планетах красных карликов должна сильно отличаться от земной. Особенностью миров, находящихся в «обитаемой зоне» красных карликов, является неизбежная синхронизация вращения планеты со звездой (в силу очень сильного приливного воздействия звезды). Сутки на такой планете равны по продолжительности году, и планета всегда обращена к светилу одной стороной (как Луна к Земле).
Поэтому на тёмной стороне царит вечная ночь, океан скован льдом, а температура не поднимается выше -30ºC. Постоянно освещённая же половина мира раскалена: суша представляет собой пустыню, стерилизованную радиацией и жаром огромного, вечно висящего в зените Солнца. Зато комфортные для жизни условия складываются вдоль терминатора (линии светораздела), то есть в зоне вечных сумерек. В этих краях бушует ураган (атмосферные массы, нагретые на солнечной стороне, поднимаются вверх, и их место занимает холодный воздух с ночной стороны) и проливаются невероятной силы ливни. Развитие жизни в таких условиях, конечно, будет сильно отличаться от знакомого нам «земного» пути, но оно вполне возможно.
Вероятно, для людей лучше подходят крупные спутники планет-гигантов, также благоприятные для развития жизни. Даже в Солнечной системе поверхность малой планеты Европы, вращающейся вокруг Юпитера, представляет собой огромный океан, скованный льдом. Из-под ледяного панциря этого океана бьют многокилометровые гейзеры — вероятно, одно из самых удивительных зрелищ во всей Солнечной системе. В океане Европы вполне может существовать жизнь, использующая вулканическую энергию вместо солнечной.
Между тем планет, подобных Юпитеру, в Галактике много, лун на их орбитах, несомненно, ещё больше, и среди таких, вероятно, имеются большие (возможно, размером с Землю) и тёплые планеты с океанами — идеальное место для развития жизни. Особенностью таких планет являются приливные волны, размером с небольшую горную гряду, и мощная вулканическая активность — но жизнь, несомненно, сможет приспособиться к таким условиям.

Есть ли жизнь на… суперземле?

Оазисами жизни в Галактике могут также оказаться «суперземли» — планеты, подобные нашей, но имеющие намного большую массу. Массивные, с плотной атмосферой и мощной гравитацией, эти планеты, возможно, даже лучше подходят для жизни, чем наша Земля. На таких планетах может существовать биосфера намного более богатая, чем земная. Правда, в силу большой гравитации, существование крупных наземных животных (а также высоких «деревьев») маловероятно, но зато в плотной атмосфере могут получить развитие воздухоплавающие формы жизни — например, киты-дирижабли, собирающие летающий планктон. Открытие таких обитаемых «суперземель» будет иметь огромное научное значение, но для человека они вряд ли подходят.
Впрочем, расстраиваться не стоит—к тому времени, когда человечество научится строить звездолёты, способные нести колонистов к далёким экзопланетам, технически станет возможным преобразовывать безжизненные планеты (подобные Марсу) в места, пригодные для земной жизни. Человечество начнёт расселяться по Галактике… И что оно встретит в глубинах космоса? Трудно сказать. Несомненно лишь одно — уже ближайшие годы принесут много удивительных открытий.

Знаете ли вы что…

Команда российских учёных под руководством Артёма Оганова обнаружила, что при гигантском давлении порядка 40-60 ГПа азотоводородная химия по своему разнообразию значительно превосходит химию углеводородных соединений при нормальных условиях. Это позволяет надеяться, что в недрах планет-гигантов типа Урана или Нептуна существует азотоводородная жизнь.

Канал сайта

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Вы здесь: Главная Статьи Космос и вселенная Экзопланеты — в поисках далёкой жизни