5 наиболее землеподобных планет
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?
Многие из утверждений ученых об обитаемости экзопланет сильно преувеличены. Например, недавно была обнаружена экзопланета GJ1132b. Команда, совершившая открытие, поспешила поделиться с миром информацией о том, что «вероятно, это открытие может стать самым важным в истории поиска планет вне Солнечной системы». Однако, невзирая на максимально близкое к Земле среди других обнаруженных экзопланет расположение, «второй Землей» эту планету назвать нельзя хотя бы потому, что температура на ее поверхности выше земной как минимум на несколько сотен градусов по Цельсию.
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.
Kepler 438b
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.
Gliese 667Cc
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
Kepler 62e и 62f
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
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.
Обнаружена потенциально обитаемая планета, похожая на Землю
Европейская Южная обсерватория ESO сообщила об открытии каменистой землеподобной экзопланеты, которая находится в обитаемой зоне своей родительской звезды и, возможно, обладает атмосферой и жидкой водой.
Результаты исследования представлены в журнале Astronomy & Astrophysics, а краткий отчет опубликован на сайте ESO. Интригующую экзопланету открыла группа астрономов, работающая на Очень Большом телескопе (VLT) в Чили.
В своем исследовании она изучала планетную систему, центром которой является звезда L 98-59. Ученых она заинтересовала потому, что планеты этой системы по своим характеристикам похожи на планеты внутренней части нашей Солнечной системы.
«Открытая планета, расположенная в зоне обитаемости, возможно, имеет атмосферу, которая способна защищать и поддерживать развитие жизни»,- говорит соавтор работы астроном Мария Роса Запатеро Осорио, сотрудница Центра астробиологии в Мадриде.
Более того, данные телескопа VLT указывают на то, что в атмосферах или недрах трех открытых планет, возможно, имеется вода. Еще две обнаруженные планеты системы L 98-59, расположенные ближе остальных к своей звезде, вероятно, представляют собой засушливые миры. Ученые считают, что даже если там и имеется вода, то присутствует она в крайне малом количестве. А вот на третьей от звезды планете доля вода может составлять до 30 процентов ее массы. Кстати, именно ее авторы работы и называли «планета-океан».
Что касается планеты, похожей на Землю, то она поначалу «скрывалась» от наблюдений. Раньше ученые ее не замечали, и только недавно удалось установить, что она существует. Это космическое тело является пятой по счету планетой, если считать их расположение в порядке удаленности от звезды. Все признаки указывают на то, что на ее поверхности может существовать жидкая вода.
Добавим, что для изучения планетной системы L 98-59 группа астрономов использовала специализированный спектрограф ESPRESSO, смонтированный на телескопе VLT. Он был разработан специально для поиска каменистых экзопланет. Ученые говорят, что получить важные данные помогла только исключительная точность и стабильность измерений, которые обеспечивает приемник ESPRESSO.
Земля обетованная. Есть ли жизнь на планете-двойнике
Астрономы агентства NASA с помощью телескопа «Кеплер» нашли экзопланету, очень похожую на Землю — на поверхности Kepler 452b может быть обнаружена жидкая вода, а, возможно, и живые организмы. «Сноб» поговорил с астрономами Анатолием Засовым и Дмитрием Вибе о шансах найти инопланетную жизнь и о том, почему открытие новой экзопланеты взбудоражило землян
Поделиться:
Как нашли планету
Телескоп «Кеплер» был запущен NASA в 2009 году: его миссия — поиск экзопланет, вращающихся вне солнечной системы, а именно в созвездии Лебедя. Телескоп ищет планеты в «обитаемой зоне» звезды, очень похожей на Солнце. Для распознания экзопланет «Кеплер» использует транзитный метод: уже шесть лет он анализирует яркость нескольких сотен тысяч звезд в определенном участке космоса, чтобы зафиксировать затмения, спровоцированные планетами некоторых звезд. Когда планета проходит по орбите вокруг звезды, она преграждает исходящий от нее свет, а «Кеплер» регистрирует затмение. Если затмение звезды происходит с определенной периодичностью, значит, телескоп обнаружил планету. Информации о временных промежутках, с которыми планета вращается вокруг звезды, может быть достаточно, чтобы вычислить ее размер или температуру на поверхности. А значит, и определить, пригодна ли она для жизни.
Новая Земля-двойник
Обнаруженная «Кеплером» экзопланета получила название Kepler 452b. В диаметре она на 60 процентов больше Земли, год на планете равен 385 земным дням, ее возраст составляет шесть миллиардов лет, что на полтора миллиарда больше, чем возраст Земли, — ученые полагают, что за это время на планете вполне могла зародиться жизнь. Геологи уже пришли к выводу, что на Kepler 452b есть действующие вулканы. По этим данным можно предположить, что планета пригодна и для жизни человека, вот только расстояние от Земли до планеты составляет 1400 световых лет — 550 миллионов земных лет.
Индексы подобия Земле и обитаемости планеты
Международная группа астрономов, биологов, геохимиков и палеонтологов разработала две системы оценки степени пригодности планеты для жизни: индекс подобия Земле и индекс обитаемости планеты. Первый, соответственно, фиксирует, насколько условия изучаемой планеты схожи с земными, а второй оценивает вероятность наличия жизни на небесном теле.
Индекс подобия Земле вычисляется простым физическим сходством с нашей планетой: температура на поверхности, расстояние от звезды, размер, масса и плотность планеты. Индекс обитаемости вычисляется более сложными характеристиками: скалистая или ледяная поверхность, наличие атмосферы, магнитного поля и воды, освещенность. Наивысший рейтинг подобия Земли имеет сама Земля — он равен единице. Также оценивается и обитаемость: на Земле индекс тоже соответствует единице.
Ученым еще предстоит вычислить индексы подобия и обитаемости Kepler 452b.
Другие планеты-двойники
За шесть лет своего путешествия в космосе телескоп «Кеплер» обнаружил около четырех тысяч экзопланет. В этом году телескоп обнаружил 11 планет в «обитаемой зоне»: две из них — Kepler 438b и Kepler 442b — до обнаружения Kepler 452b были наиболее похожими на Землю. Они превышают размеры нашей планеты в два раза и вращаются вокруг холодных по сравнению с Солнцем красных карликов.
Дмитрий Вибе, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН:
Есть два метода обнаружения планет у других звезд: метод лучевых скоростей и метод затмений. В первом случае наблюдатели пытаются отследить движение родительской звезды, которое вызвано притяжением одной или нескольких планет. Не только Солнце заставляет двигаться Землю, Земля тоже сдвигает его своим притяжением. Точное оборудование этот сдвиг может зафиксировать. Второй метод — метод затмения — был использован «Кеплером»: искомая планета в далекой планетной системе проходит по диску своей звезды, тем самым эту звезду время от времени для нас затмевая. Если блеск от звезды периодически пропадает, это свидетельствует о наличии планеты. Оба этих метода с легкостью обнаруживают планеты большой массы.
Исследования планет этими методами начались в 1995 году: первые результаты с точки зрения поиска другой жизни в космосе были не обнадеживающими.
Как появляется жизнь, мы толком не знаем. Поэтому, когда мы пытаемся найти условия, благоприятные для зарождения жизни, на больших расстояниях от Земли, мы ориентируемся на Солнечную систему — по крайней мере мы точно знаем, что в Солнечной системе жизнь однажды уже зародилась. Все найденные в первое время планеты были очень сильно непохожи на Землю. А когда были найдены целые планетные системы, они тоже оказывались слишком непохожими на Солнечную.
Но потом появился телескоп «Кеплер», способности которого позволяют обнаруживать не только большие планеты, но и небольшие, похожие на Землю. Постепенно с его помощью начал пополняться каталог планет все меньшей и меньшей массы. Kepler 452b превосходит Землю в полтора раза, но это все-таки не Юпитер.
Еще один важный фактор в поиске пригодных для жизни планет — «зона обитаемости», интервал расстояний до звезды, внутри которого на планете устанавливаются физические условия, позволяющие существовать жидкой воде. В том понимании жизни, которое сложилось на Земле, жидкая вода является важнейшим ингредиентом. Ни пар, ни лед для жизни не подходят.
До открытия Kepler 452b были известны планеты, близкие по массе к Земле, но не попадающие в «зону обитаемости». Были известны планеты в «зоне обитаемости», но отличающиеся от Земли по массе. Kepler 452b максимально похожа на Землю среди открытых планет: она вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, близка по массе и находится в «зоне обитаемости». Такого сочетания факторов раньше никогда обнаружено не было.
Но никакой гарантии наличия жизни эти характеристики нам не дают. Одного только попадания в «зону обитаемости» недостаточно, мы знаем это по Солнечной системе. Марс, например, находится в этой зоне, и есть доказательства, что на нем когда-то была жидкая вода. Но потом она куда-то подевалась — и это большая загадка.
Для дальнейшего подробного изучения Kepler 452b важны не столько технические, сколько финансовые возможности. Уже предложено большое количество способов получить информацию о химическом составе атмосферы планеты — это был бы очень большой шаг вперед. Но чтобы зафиксировать эти критерии, требуются инструменты, которые сейчас у нас отсутствуют: очень большие и мощные телескопы космического базирования. Никаких особых технологических прорывов для создания этих телескопов не требуется. Но это настолько дорогое удовольствие, что вряд ли в обозримом будущем наши космические державы смогут себе такое позволить.
В итоге нам понятно, что наблюдать, понятно, как наблюдать. Осталось решить, готовы ли мы в это вкладываться. Ведь даже при наличии дорогостоящих инструментов мы, может, и не увидим маленьких зеленых человечков или великую китайскую стену на поверхности Kepler 452b.
Анатолий Засов, доктор физико-математических наук, руководитель отдела внегалактической астрономии ГАИШ МГУ:
Вопрос, действительно ли Kepler 452b похожа на Землю, — это вопрос для будущих исследований. Обнаруженная планета — просто один из немногих кандидатов в планеты типа нашей Земли. Сейчас известно о 1935 экзопланетах — они перечислены в специальном каталоге. О каждой из них известно очень мало. Объем информации зависит от метода, которым планеты были обнаружены, — как правило, мы знаем только их расстояние от звезды, массу либо размер. Также из наблюдений можно определить, сколько земных дней продолжается на данной планете год и какое количество энергии получает планета от звезды, вокруг которой она обращается.
Из этих почти двух тысяч планет можно отобрать около дюжины, которые, как мы надеемся, могут быть похожи на Землю. Схожесть определяется рядом параметров: размер планеты должен не более чем вдвое отличаться от Земли. Нужна твердая поверхность и необходимое количество получаемой энергии для существования жидкой воды на поверхности, без которой, по нашим представлениям, развитие жизни невозможно. В прошлом году была уже найдена планета Kepler 186f, удовлетворяющая этим требованиям — она расположена гораздо ближе к нам, но все же отличается от Земли сильнее, чем недавно открытая Kepler 452b.
К сожалению, кроме перечисленных параметров, мы пока больше ничего не знаем о новой экзопланете: ни ее массы, ни наличия на ней атмосферы, воды и даже твердой поверхности. Никто эту планету своими глазами не видел: ведь планеты находят не путем разглядывания или фотографирования их в телескоп, для этого они слишком далеки, а по косвенным признакам — в данном случае путем исследования периодических изменений яркости звезд, которые возникают, если планета, обращаясь вокруг звезды, каждый раз проходит на фоне ее диска и слегка ослабляет ее свет.
Сегодня мы не обладаем техническими возможностями и средствами, чтобы обнаружить на поверхности экзопланеты воду или детально исследовать другие ее характеристики. Но в будущем уже планируются исследования, в том числе с помощью телескопа James Webb, который скоро будет запущен в США. Здесь нужны очень точные наблюдения за изменениями в спектре звезд, которые возникают, когда планета проходит между нами и звездой. Эти изменения могут быть обусловлены только атмосферой планеты, если таковая имеется. И уже сейчас есть несколько планет, где с помощью тонкого спектрального анализа обнаружены некоторые признаки атмосферы. Но эти планеты не относятся к числу планет земного типа: они гораздо больше Земли и скорее похожи на Юпитер или Сатурн.
С другой стороны, ответы на многие не решенные сегодня вопросы мы вполне можем получить в ближайшие 10–20 лет, ведь наука развивается очень быстро. Планеты Солнечной системы как физические тела начали изучать всего несколько сотен лет назад, а первые планеты у других звезд были обнаружены всего 20 лет назад. Те методы, которыми мы сейчас ищем планеты у других звезд, позволяют обнаружить только крошечную долю существующих планет. Телескоп «Кеплер», открывший большую часть известных планет, находит только те планеты, плоскости орбит которых случайным образом оказались проходящими через Землю, только в этом случае планеты могут проецироваться на центральную звезду. Поэтому можно сказать, что в нашей звездной системе — Галактике — есть не десятки или тысячи, а несколько миллиардов планет, схожих с Землей. Но они еще долго останутся необнаруженными.
Что такое Индекс сходства с Землей?
Индекс сходства с Землей или индекс подобия Земле (ESI, Earth Similarity Index) – это предложенная характеристика того, насколько объект планетарной массы или естественный спутник похож на Землю. Он был спроектирован так, чтобы иметь шкалу от нуля до единицы, а Земля имеет значение один; это предназначено для упрощения сравнения планет из больших баз данных.
Шкала не имеет количественного значения для обитаемости.
ESI, предложенный в 2011 году в журнале Astrobiology включает в индекс радиус, плотность, космическую скорость и температуру поверхности планеты. Таким образом, авторы описывают индекс как имеющий два компонента: (1) связанный с внутренней частью, который связан со средним радиусом и объемной плотностью, и (2) связанный с поверхностью, которая связана со скоростью убегания и температурой поверхности.
Для экзопланет почти в каждом случае с любой степенью достоверности известен только орбитальный период планеты вместе с пропорциональным затемнением звезды из-за прохождения планеты или изменением лучевой скорости звезды в ответ на планету, и поэтому каждая другая характеристика, не определенная напрямую измерениями, является спекулятивной. Например, хотя на температуру поверхности влияет множество факторов, включая освещенность, приливное нагревание, альбедо, инсоляция и парниковое потепление, поскольку эти факторы неизвестны ни для одной экзопланеты, в приведенных значениях ESI в качестве альтернативы используется температура планетарного равновесия.
Статья 2011 года в Astrobiology и найденные в ней значения ESI привлекли внимание прессы во время публикации статьи. В результате было сообщено, что Марс имеет второй по величине ESI в Солнечной системе со значением 0,70. Сообщается, что ряд экзопланет, перечисленных в этой статье, имеют значения, превышающие указанную.
В дальнейшем было отмечено, что ESI не может отличить подобие Земли от подобия Венеры.
Планеты размером с Землю
Классификация экзопланет сложна тем, что многие методы обнаружения экзопланет оставляют некоторые их особенности неизвестными.
Например, с помощью метода транзита одно из наиболее успешных измерений радиуса может быть очень точным, но масса и плотность часто оцениваются приблизительно.
То же самое и с методами радиальной скорости, которые могут обеспечить точные измерения массы, но менее успешны при измерении радиуса. Таким образом, именно планеты, наблюдаемые различными методами, можно наиболее точно сравнить с Землей.
Индекс для других объектов
Индекс может быть рассчитан для объектов, отличных от планет, включая естественные спутники, карликовые планеты и астероиды.
Более низкие средняя плотность и температура этих объектов дают им более низкие значения индекса. Известно, что только Титан (спутник Сатурна) удерживает значительную атмосферу, несмотря на общие меньшие размеры и плотность.
В то время как Ио (спутник Юпитера) имеет низкую среднюю температуру, температура его поверхности сильно колеблется из-за геологической активности.
Что мы знаем о двойнике Земли
25-07-2015, 08:20 | Наука и техника / Новость дня | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (2 838)
Что мы знаем о двойнике Земли
Как нашли планету
Телескоп «Кеплер» был запущен NASA в 2009 году: его миссия — поиск экзопланет, вращающихся вне солнечной системы, а именно в созвездии Лебедя. Телескоп ищет планеты в «обитаемой зоне» звезды, очень похожей на Солнце. Для распознания экзопланет «Кеплер» использует транзитный метод: уже шесть лет он анализирует яркость нескольких сотен тысяч звезд в определенном участке космоса, чтобы зафиксировать затмения, спровоцированные планетами некоторых звезд. Когда планета проходит по орбите вокруг звезды, она преграждает исходящий от нее свет, а «Кеплер» регистрирует затмение. Если затмение звезды происходит с определенной периодичностью, значит, телескоп обнаружил планету. Информации о временных промежутках, с которыми планета вращается вокруг звезды, может быть достаточно, чтобы вычислить ее размер или температуру на поверхности. А значит, и определить, пригодна ли она для жизни.
Новая Земля-двойник
Обнаруженная «Кеплером» экзопланета получила название Kepler 452b. В диаметре она на 60 процентов больше Земли, год на планете равен 385 земным дням, ее возраст составляет шесть миллиардов лет, что на полтора миллиарда больше, чем возраст Земли, — ученые полагают, что за это время на планете вполне могла зародиться жизнь. Геологи уже пришли к выводу, что на Kepler 452b есть действующие вулканы. По этим данным можно предположить, что планета пригодна и для жизни человека, вот только расстояние от Земли до планеты составляет 1400 световых лет — 550 миллионов земных лет.
Индексы подобия Земле и обитаемости планеты
Международная группа астрономов, биологов, геохимиков и палеонтологов разработала две системы оценки степени пригодности планеты для жизни: индекс подобия Земле и индекс обитаемости планеты. Первый, соответственно, фиксирует, насколько условия изучаемой планеты схожи с земными, а второй оценивает вероятность наличия жизни на небесном теле.
Индекс подобия Земле вычисляется простым физическим сходством с нашей планетой: температура на поверхности, расстояние от звезды, размер, масса и плотность планеты. Индекс обитаемости вычисляется более сложными характеристиками: скалистая или ледяная поверхность, наличие атмосферы, магнитного поля и воды, освещенность. Наивысший рейтинг подобия Земли имеет сама Земля — он равен единице. Также оценивается и обитаемость: на Земле индекс тоже соответствует единице.
Ученым еще предстоит вычислить индексы подобия и обитаемости Kepler 452b.
Другие планеты-двойники
За шесть лет своего путешествия в космосе телескоп «Кеплер» обнаружил около четырех тысяч экзопланет. В этом году телескоп обнаружил 11 планет в «обитаемой зоне»: две из них — Kepler 438b и Kepler 442b — до обнаружения Kepler 452b были наиболее похожими на Землю. Они превышают размеры нашей планеты в два раза и вращаются вокруг холодных по сравнению с Солнцем красных карликов.
Дмитрий Вибе, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН:
Есть два метода обнаружения планет у других звезд: метод лучевых скоростей и метод затмений. В первом случае наблюдатели пытаются отследить движение родительской звезды, которое вызвано притяжением одной или нескольких планет. Не только Солнце заставляет двигаться Землю, Земля тоже сдвигает его своим притяжением. Точное оборудование этот сдвиг может зафиксировать. Второй метод — метод затмения — был использован «Кеплером»: искомая планета в далекой планетной системе проходит по диску своей звезды, тем самым эту звезду время от времени для нас затмевая. Если блеск от звезды периодически пропадает, это свидетельствует о наличии планеты. Оба этих метода с легкостью обнаруживают планеты большой массы.
Исследования планет этими методами начались в 1995 году: первые результаты с точки зрения поиска другой жизни в космосе были не обнадеживающими.
Как появляется жизнь, мы толком не знаем. Поэтому, когда мы пытаемся найти условия, благоприятные для зарождения жизни, на больших расстояниях от Земли, мы ориентируемся на Солнечную систему — по крайней мере мы точно знаем, что в Солнечной системе жизнь однажды уже зародилась. Все найденные в первое время планеты были очень сильно непохожи на Землю. А когда были найдены целые планетные системы, они тоже оказывались слишком непохожими на Солнечную.
Но потом появился телескоп «Кеплер», способности которого позволяют обнаруживать не только большие планеты, но и небольшие, похожие на Землю. Постепенно с его помощью начал пополняться каталог планет все меньшей и меньшей массы. Kepler 452b превосходит Землю в полтора раза, но это все-таки не Юпитер.
Еще один важный фактор в поиске пригодных для жизни планет — «зона обитаемости», интервал расстояний до звезды, внутри которого на планете устанавливаются физические условия, позволяющие существовать жидкой воде. В том понимании жизни, которое сложилось на Земле, жидкая вода является важнейшим ингредиентом. Ни пар, ни лед для жизни не подходят.
До открытия Kepler 452b были известны планеты, близкие по массе к Земле, но не попадающие в «зону обитаемости». Были известны планеты в «зоне обитаемости», но отличающиеся от Земли по массе. Kepler 452b максимально похожа на Землю среди открытых планет: она вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, близка по массе и находится в «зоне обитаемости». Такого сочетания факторов раньше никогда обнаружено не было.
Но никакой гарантии наличия жизни эти характеристики нам не дают. Одного только попадания в «зону обитаемости» недостаточно, мы знаем это по Солнечной системе. Марс, например, находится в этой зоне, и есть доказательства, что на нем когда-то была жидкая вода. Но потом она куда-то подевалась — и это большая загадка.
Для дальнейшего подробного изучения Kepler 452b важны не столько технические, сколько финансовые возможности. Уже предложено большое количество способов получить информацию о химическом составе атмосферы планеты — это был бы очень большой шаг вперед. Но чтобы зафиксировать эти критерии, требуются инструменты, которые сейчас у нас отсутствуют: очень большие и мощные телескопы космического базирования. Никаких особых технологических прорывов для создания этих телескопов не требуется. Но это настолько дорогое удовольствие, что вряд ли в обозримом будущем наши космические державы смогут себе такое позволить.
В итоге нам понятно, что наблюдать, понятно, как наблюдать. Осталось решить, готовы ли мы в это вкладываться. Ведь даже при наличии дорогостоящих инструментов мы, может, и не увидим маленьких зеленых человечков или великую китайскую стену на поверхности Kepler 452b.
Анатолий Засов, доктор физико-математических наук, руководитель отдела внегалактической астрономии ГАИШ МГУ:
Вопрос, действительно ли Kepler 452b похожа на Землю, — это вопрос для будущих исследований. Обнаруженная планета — просто один из немногих кандидатов в планеты типа нашей Земли. Сейчас известно о 1935 экзопланетах — они перечислены в специальном каталоге. О каждой из них известно очень мало. Объем информации зависит от метода, которым планеты были обнаружены, — как правило, мы знаем только их расстояние от звезды, массу либо размер. Также из наблюдений можно определить, сколько земных дней продолжается на данной планете год и какое количество энергии получает планета от звезды, вокруг которой она обращается.
Из этих почти двух тысяч планет можно отобрать около дюжины, которые, как мы надеемся, могут быть похожи на Землю. Схожесть определяется рядом параметров: размер планеты должен не более чем вдвое отличаться от Земли. Нужна твердая поверхность и необходимое количество получаемой энергии для существования жидкой воды на поверхности, без которой, по нашим представлениям, развитие жизни невозможно. В прошлом году была уже найдена планета Kepler 186f, удовлетворяющая этим требованиям — она расположена гораздо ближе к нам, но все же отличается от Земли сильнее, чем недавно открытая Kepler 452b.
К сожалению, кроме перечисленных параметров, мы пока больше ничего не знаем о новой экзопланете: ни ее массы, ни наличия на ней атмосферы, воды и даже твердой поверхности. Никто эту планету своими глазами не видел: ведь планеты находят не путем разглядывания или фотографирования их в телескоп, для этого они слишком далеки, а по косвенным признакам — в данном случае путем исследования периодических изменений яркости звезд, которые возникают, если планета, обращаясь вокруг звезды, каждый раз проходит на фоне ее диска и слегка ослабляет ее свет.
Сегодня мы не обладаем техническими возможностями и средствами, чтобы обнаружить на поверхности экзопланеты воду или детально исследовать другие ее характеристики. Но в будущем уже планируются исследования, в том числе с помощью телескопа James Webb, который скоро будет запущен в США. Здесь нужны очень точные наблюдения за изменениями в спектре звезд, которые возникают, когда планета проходит между нами и звездой. Эти изменения могут быть обусловлены только атмосферой планеты, если таковая имеется. И уже сейчас есть несколько планет, где с помощью тонкого спектрального анализа обнаружены некоторые признаки атмосферы. Но эти планеты не относятся к числу планет земного типа: они гораздо больше Земли и скорее похожи на Юпитер или Сатурн.
С другой стороны, ответы на многие не решенные сегодня вопросы мы вполне можем получить в ближайшие 10–20 лет, ведь наука развивается очень быстро. Планеты Солнечной системы как физические тела начали изучать всего несколько сотен лет назад, а первые планеты у других звезд были обнаружены всего 20 лет назад. Те методы, которыми мы сейчас ищем планеты у других звезд, позволяют обнаружить только крошечную долю существующих планет. Телескоп «Кеплер», открывший большую часть известных планет, находит только те планеты, плоскости орбит которых случайным образом оказались проходящими через Землю, только в этом случае планеты могут проецироваться на центральную звезду. Поэтому можно сказать, что в нашей звездной системе — Галактике — есть не десятки или тысячи, а несколько миллиардов планет, схожих с Землей. Но они еще долго останутся необнаруженными.
