Астрономы нашли новые планеты похожие на землю. Есть ли жизнь во Вселенной: планеты, похожие на Землю. Тихая звезда и перспективная планета
Наука
Ученые обнаружили загадочную планету вне нашей Солнечной системы , которая по размерам и составу больше всего похожа на Землю , но на ней слишком горячо для поддержания жизни.
Экзопланета была названа Kepler-78b . Ее орбита озадачила астрономов - она на 20% шире, а масса на 80% больше земной, при том, что ее плотность такая же, как и у нашей планеты .
Экзопланета находится на расстоянии примерно 1,5 миллиона километров от звезды . Kepler-78b делает оборот вокруг своей звезды примерно за 8,5 часов. Температура на планете составляет примерно 2 000 градусов по Цельсию , по словам ученых.
Открытие было упомянуто в двух исследованиях, результаты которых были в свою очередь опубликованы в журнале Nature.
Благодаря телескопу Kepler астрономы узнали о тысячах экзопланетах в нашей галактике множество из них имеют те же размеры, что и наша планета. Эти планеты крутятся вокруг звезд, таких как наше Солнце.
Несмотря на то, что размеры экзопланеты измерить просто, узнать ее массу оказалось довольно нелегко . Масса является важным параметром, так как она позволяет узнать плотность планеты, а значит узнать, из чего эта планета состоит.
Экзопланеты земного типа
Kepler-78b очень интересна, поскольку эта самая маленькая экзопланета , у которой ученые смогли с большой точность узнать радиус и массу.
По астрономическим стандартам, эту планету можно назвать виртуальным близнецом Земли.
Учёные узнают размеры экзопланеты, а также время ее обращения вокруг своей звезды, измеряя количество света, которое планета блокирует, когда проходит перед звездой.
После того, как ученые измеряли яркость планеты Kepler-78b в течение 4 лет, делая интервалы в 30 минут, ученые обнаружили, что яркость звезды падала на,02% каждые 8,5 часов в тот момент, когда планета пролетала перед своей звездой.
Тайная планета
Планету Kepler-78b обнаружили в сентябре 2013 года, когда она обращалась вокруг звезды, похожей на наше Солнце, в созвездии Лебедя, примерно на расстоянии 400 световых лет от Земли .
С момента запуска (март 2009 года) космический телескоп Kepler, смог обнаружить почти 3 600 потенциальных экзопланет .
Две команды ученых изучали массу и плотность новой планеты. Команда Эндрю Говарда (Andrew Howard) из Гавайского университета , посчитала, что масса планета Kepler-78b в 1,69 раз больше, чем у Земли, в то время как данные команды Франческо Пепе (Francesco Pepe) из Университета Женевы , показали, что экзопланета имеет массу в 1,86 раз больше.
Плотность, которую подсчитала первая команда, составляет 5, 57 грамм на кубический сантиметр, в то время как у второй команды плотность вышла 5,3 грамма на кубический сантиметр.
Так как каждая команда признает определенные погрешности, можно сказать с уверенностью, что ученые правы в своих подсчетах . Стоит отметить, что плотность Земли составляет 5,5 грамм на кубический сантиметр. Это означает, что новая экзопланета возможно имеет такой же состав, как и Земля.
Новая планета
Новая планета кружится вокруг своего солнца, постепенно приближаясь к нему, и, примерно через 3 миллиарда лет ее дни будут сочтены - колоссальная гравитация звезды разорвет ее на кусочки.
По астрономическим меркам, планета станет частью звезды очень скоро. На Kepler-78b не возможно будет найти инопланетную жизнь , из-за слишком высокой температуры на ее поверхности.
И все же, масса и плотность новой планеты, похожие на земные, позволяют нам надеяться, что где-то есть планета-близнец нашей Земли, которая имеет похожие размеры, состав и температуру на своей поверхности.
По словам Дрейка Деминга (Drake Deming) из Мэрилендского университета , существование Kepler-78b, доказывает, что, за пределами нашей Солнечной системы, планеты, похожие по составу на Землю, не является редкостью.
Деминг намекает на новую программу НАСА, под названием TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) . Это будет космический телескоп, который в данный момент разрабатывается Массачусетским технологическим институтом. В течение двух лет, его миссией будет нахождение и изучение неизвестных транзитных экзопланет , вращающихся вокруг ярких звезд.
* Масса Солнца равна 99.86% массы всей нашей Солнечной системы. Все остальное, включая планеты и астероиды, составляет всего 0.14%.
* Юпитер может похвастаться таким мощным магнитным полем, что каждый день оно обогащает магнитное поле Земли миллиардами Ватт.
* Один день на Венере длится 243 земных суток, притом, что год длится всего 225.
* Марс может похвастаться самым большим в нашей солнечной системе вулканом. Называется он "Олимп" и простирается он на более чем 600 км, имея высоту 27 км. Стоит отметить, что пик горы Эверест находится на высоте 8,5 км.
* У нашей планеты нет постоянного веса. По данным ученых, ежегодно Земля становится тяжелее на 40 000 -160 000 тонн, но успевает сбросить около 96 600 тонн, что означает потерю примерно в 56 440 тонн.
Запущенный в 2009 году космический телескоп «Кеплер» продолжает радовать открытиями. 23 июля сотрудники и их коллеги со всего мира представили новую порцию данных с астрономического спутника, который в настоящее время, выполнив основную миссию, занимается долгими — по 80 дней — наблюдениями отдельных звезд в рамках миссии K2.
На этот раз с помощью «Кеплера» впервые за всю историю космических наблюдений удалось найти планету, которую даже не журналисты, а сами ученые уже успели окрестить «другая Земля» или — чуть менее пафосно — «кузина Земли».
На самом деле речь идет о том, что астрофизики смогли обнаружить планету, которая очень похожа на нашу и которая обращается вокруг звезды, которая напоминает Солнце. Причем произошло это в 20-ю годовщину открытия первой планеты, обращающейся вокруг звезды, подобно Земле (автор открытия, швейцарский астроном Мишель Майор, ).
Новую планету, которая обращается вокруг звезды из созвездия Лебедь, ученые нарекли Kepler-452b и рассказали о ней общественности следующее: она является самой маленькой на данный момент планетой из числа открытых, которые находятся в так называемой зоне обитаемости — условной космической области, где, согласно расчетам, могут иметься условия для существования подобных Земле планет, что позволит находиться на ним воде в жидкой форме.
Астрофизики рассказали, что диаметр Kepler-452b на 60% больше земного, что позволяет отнести планету к классу планет, которые называют «Суперземля». В то же время массу и состав новой планеты ученые рассчитать пока не успели, уточнив, что, скорее всего, она скалистая.
Кандидаты в обитаемые планеты: по горизонтальной оси показана жнергия, получаемая от звезды, по вертикальной — температура звезды. Показаны, в частности, Земля, Венера и Марс. Планета 452 занимает наиболее близкое к Земле положение
NASA Ames/W. StenzelВследствие того что Kepler-452b больше Земли, вокруг своей звезды он обращается за 385 дней, что на 5% дольше, чем время оборота Земли вокруг Солнца. Кроме того, новая планета на 5% дальше от своей звезды, если сравнивать расстояние от Земли до Солнца.
Распределение кандидатов в планеты по данным телескопа Kepler. Показаны орбитальный период в земных днях и размер планеты в радиусах Земли
NASA/W. StenzelПри этом возраст самой звезды — Kepler-452 — 6 млрд лет. Выходит, что она старше нашего Солнца на целых 1,5 млрд лет. Кроме того, Kepler-452 на 20% ярче Солнца и имеет диаметр, превышающий солнечный на 10%.
Тем не менее попасть в систему Kepler-452 и узнать, есть ли на Kepler-452b жидкая вода, а может быть, даже жизнь, быстро не получится, ведь она находится на расстоянии 1400 световых лет от Земли.
Солнечная система в сравнении с системой 452
NASA/JPL-CalTech/R. HurtПредыдущая напоминающая Землю экзопланета — Kepler-186f — была обнаружена в апреле 2014 года. Та планета оказалась совсем немного больше Земли: ее радиус превышает земной всего на 10%. А вот массу планеты ученые сразу оценить не смогли. По расчетам астрономов, Kepler-186f находится у внешнего края зоны обитаемости, что могло бы означать опасность замерзания находящейся на ней воды. Однако тот факт, что планета несколько больше Земли, позволяет надеяться, что Kepler-186f имеет более толстую, чем Земля или Марс, атмосферу, способную удерживать тепло. После этого ученые взяли более чем годичный перерыв: видимо, решив, что до представления новой «землеподобной планеты» должно пройти некоторое время.
Презентация планеты Kepler-452 состоялась в рамках пресс-конференции, на которой ученые представили новые результаты анализа данных с телескопа «Кеплер».
Ученые проанализировали данные, полученные в ходе четырехлетней работы телескопа «Кеплер», и составили новый каталог кандидатов на звание экзопланет. Обновленный каталог содержит на 500 космических объектов больше, чем предыдущий, о чем было объявлено на . Ранее телескоп «Кеплер» обнаружил 4175 кандидатов на звание экзопланеты, а сейчас к ним добавились еще 500 космических объектов. 12 из них расположены в зоне обитаемости своей звезды.
Сейчас в каталог экзопланет входят 1934 объекта. Что интересно, Kepler452b туда уже внесена --прямо в четверг.
Когда астрономы обнаружили первую экзопланету вокруг обычной звезды два десятилетия назад, они одновременно радовались и недоумевали: открытая планета 51 Пегас b была в полтора раза массивнее Юпитера, но при этом она располагалась крайне близко к звезде: один оборот совершается ею всего за 4 дня, что сильно быстрее, чем это делает Меркурий, ближайшая к Солнцу планета - он совершает оборот за 88 дней. Теоретики, изучающие образование планет, не видели возможностей по образованию и росту планеты в такой близости к новорожденной звезде. Возможно, это было исключение из правил, но вскоре были обнаружены еще несколько горячих юпитеров, к которым присоединились другие странные планеты: на удлиненных и сильно наклонных орбитах, и даже вращающиеся против направления вращения родительской звезды.
Охота за экзопланетами ускорилась после запуска космического телескопа Кеплер в 2009 году, и 2500 миров, которые он обнаружил, добавили статистические данные для изучения экзопланет - и это принесло еще больше путаницы. Кеплер обнаружил, что наиболее распространенным типом планет в галактике является нечто среднее по размерам между Землей и Нептуном - сверхземли, которые не имеют аналогов в нашей солнечной системе и считались практически невозможными. Современные наземные телескопы улавливают свет непосредственно от экзопланет, вместо того, чтобы обнаруживать их присутствие косвенно, как это делает Кеплер, и эти данные тоже необычны. Были обнаружены гигантские планеты с массой в несколько раз больше массы Юпитера, расстояние от которых до родительских звезд вдвое превышает расстояние от Нептуна до Солнца - то есть они находятся в еще одном регионе, где теоретики считали невозможным рождение больших планет.
«Было очевидно, что с самого начала наблюдения не очень-то укладывались в теорию», - говорит Брюс Макинтош, физик из Стэнфордского университета в Пало-Альто, штат Калифорния. «Никогда не было момента, когда теория подтверждала наблюдения».
Теоретики пытаются создать сценарии «выращивания» планет в местах, которые когда-то считались запретными. Они предвидят, что планеты могут образоваться в гораздо более мобильных и хаотических средах, чем они когда-либо представляли раньше, когда зарождающиеся планеты могут дрейфовать с круговых близких к звезде орбит к более удлиненным и удаленным. Но постоянно расширяющийся зоопарк экзотических планет, который наблюдают исследователи, означает, что каждая новая модель является предварительной. «Каждый день вы можете открыть что-то новое», - говорит астрофизик Томас Хеннинг из Института астрономии им. Макса Планка в Гейдельберге, Германия. «Это похоже на открытие новых месторождений во времена золотой лихорадки». 
Традиционная модель формирования звезд и их планет восходит к 18 веку, когда ученые предположили, что медленно вращающееся облако пыли и газа может разрушиться под действием его собственной гравитации. Большая часть материала образует шар, который сжимается, разогревается и становится звездой, когда его центр становится достаточно плотным и горячим для начала термоядерных реакций. Гравитация и угловой момент собирает оставшийся материал вокруг протозвезды в плоский газопылевой диск. Частицы материала при движении по этому диску сталкиваются и «склеиваются» электромагнитными силами. В течение нескольких миллионов лет частицы вырастают в зерна, гальки, валуны и, в конечном итоге, в километровые планетезимали.
В этот момент гравитация берет верх, происходят столкновения планетезималей и полное очищение пространства от пыли, в результате чего образуется несколько полноценных планет. К тому времени, когда это происходит во внутренней части диска, большая часть газа из него либо поглощена звездой, либо сдута ее звездным ветром. Недостаток газа означает, что внутренние планеты остаются в значительной степени скалистыми, с тонкими атмосферами.
Этот процесс роста, известный как аккреция ядра, протекает быстрее во внешних частях диска, где температура достаточно низка для замораживания воды. Лед в данном случае дополняет пыль, что позволяет протопланетам консолидироваться быстрее. В итоге появляется твердое ядро в пять-десять раз тяжелее Земли - достаточно быстро, пока внешняя область протопланетного диска остается богатой газом. Под действием гравитации ядро «стягивает» на себя газ из диска, создавая газового гиганта, такого как Юпитер. Кстати, одна из целей космического корабля Юнона, который в начале этого месяца долетел до Юпитера - определить, действительно ли планета имеет массивное ядро.
Этот сценарий создает планетарную систему, схожую с нашей: маленькие скалистые планеты с тонкой атмосферой находятся близко к звезде; есть газовый гигант, подобный Юпитеру, находящийся сразу за пределами снежной линии (там, где температура достаточно низка для замерзания воды), а другие гиганты постепенно появляются на больших расстояниях и они оказываются меньше, потому что они движутся медленнее по своим орбитам и им требуется больше времени, чтобы собрать материал протопланетного диска. Все планеты остаются примерно там, где они сформировались, и движутся по круговым орбитам в одной плоскости. Красиво и аккуратно.
Но открытие горячих юпитеров предположило, что что-то серьезно не согласуется с теорией. Планета с орбитой, один оборот по которой занимает всего несколько дней, находится на очень малом расстоянии от звезды, что ограничивает количество материала, из которого она может образоваться. Казалось непостижимым, что в таком месте мог образоваться газовый гигант. И неизбежный вывод заключается в том, что такая планета должна была образоваться существенно дальше от своей звезды.
Теоретики придумали два возможных механизма перетасовки планетарной колоды. Первый, известный как миграция, требует, чтобы на диске осталось много материала после того, как образовалась гигантская планета. Притяжение планеты искажает диск, создавая области более высокой плотности, которые, в свою очередь, оказывают гравитационное воздействие на планету, заставляя ее постепенно дрейфовать внутрь диска к звезде.
Есть подтверждающие доказательства этой идеи. Соседние планеты часто оказываются в стабильной гравитационной «связке», известной как орбитальный резонанс - то есть длины их орбит соотносятся как небольшие целые числа. Например, когда Плутон дважды обернется вокруг Солнца, Нептун успеет обернуться ровно три раза. Очень маловероятно, что так получилось случайно, так что скорее всего это случилось при миграции, давая тем самым планетам дополнительную гравитационную стабильность. Миграция на ранней стадии истории нашей Солнечной системы могла объяснять и другие странности, в том числе малый размер Марса и пояс астероидов. Чтобы объяснить их, теоретики придумали гипотезу «большого отклонения», в которой Юпитер первоначально сформировался ближе к Солнцу, после чего дрейфовал внутрь почти до орбиты Земли, собирая материал и тем самым «обделив» им Марс, а после образования Сатурна под действием гравитации и давления газа во внутренней области диска вернулся обратно, по пути «загоняя» остатки пыли и планетезималей в астероидный пояс.
Некоторые моделисты считают, что такие сценарии излишне сложны. «Я действительно верю в бритву Оккама («Что может быть сделано на основе меньшего числа [предположений], не следует делать, исходя из большего» - прим. перев. )», - говорит Грег Лафлин, астроном из Калифорнийского университета (Санта-Крус). Лафлин утверждает, что планеты, скорее всего, сформировались на том же месте, на котором мы их видим сейчас. Он говорит, что большие планеты могут образоваться вблизи своей звезды, если протопланетные диски содержат гораздо больше материала, чем считалось ранее. Некоторое движение планет все еще может происходить - достаточное, чтобы объяснить, к примеру, резонансы, но «это окончательная тонкая настройка, а не основной конвейер», - говорит Лафлин.
Но другие теоретики говорят, что просто не может быть достаточно материала для формирования настолько близких к звездам планет, таких как 51 Пегас b и других, находящихся еще ближе. «Они не могли образоваться на своем месте», - категорически заявляет физик Джошуа Винн из Массачусетского технологического института. И значительная часть экзопланет, которые находятся на продолговатых, наклонных или даже обратных орбитах, также, по-видимому, подразумевают какую-то перетасовку планетарной системы.
Для объяснения этих странностей теоретики ссылаются на «оружие ближнего боя» - гравитацию, а не на седативную миграцию. Богатый материалом протопланетный диск мог бы создавать множество планет близко друг к другу, где влияние гравитации могло сделать орбиты некоторых из них близкими к звезде, наклоненными, и даже вообще выкинуть планету из системы. Другой потенциальный разрушитель - звезда-компаньон на продолговатой орбите. Большую часть времени она находится слишком далеко, чтобы иметь существенное влияние на планетарную систему, но вблизи она могла существенно «перетасовывать» орбиты планет. Или, если родительская звезда является членом сплоченного звездного кластера, соседняя звезда может подойти достаточно близко, чтобы перемешать орбиты или вообще «отхватить» себе одну или несколько планет. «Существует множество способов разбить планетарную систему», - говорит Винн.
Неожиданный вывод сделали исследователи, изучавшие найденные Кеплером планеты - оказалось, что 60% суперземель, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд, существенно отличаются от того, что мы наблюдаем в Солнечной системе, и требуют переосмысления существующих теорий. Большинство суперземель, состоящих в основном из твердого вещества с небольшими объемами газа, следуют по более близким к звездам орбитам, чем Земля, и часто звезды имеют сразу несколько таких планет. Например, система Kepler-80 имеет четыре сверхземли, все с орбитами по 9 дней или менее. Традиционная теория утверждает, что внутри снеговой линии аккреция слишком медленна, чтобы производить что-то такое большое. Но суперземли редко встречаются на резонансных орбитах, что говорит о том, что они не мигрировали, а сразу образовались там, где мы их находим.
Исследователи придумывают новые способы решения этой проблемы. Одна из идей - ускорить аккрецию, используя процесс, известный как галечная аккреция. Богатый газом диск оказывает большое влияние на объекты размером с гальку. Обычно это замедляет их, заставляя дрейфовать ближе к звезде. Но чем ближе они к звезде, чем выше плотность, и в итоге скорость образования планетезималей увеличивается с уменьшением расстояния до звезды. Но ускоренная аккреция и богатый газом диск поднимают собственную проблему: в таком случае сверхземли должны приобрести толстую атмосферу, когда они превысят определенный размер. «Как вы остановите их от превращения в газовые гиганты?» - спрашивает астрофизик Роман Рафиков из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Евгений Чанг, астроном из Калифорнийского университета в Беркли, говорит, что нет необходимости ускорять аккрецию, пока диск насыщен и богат газом. По его словам, внутренний диск в 10 раз более плотный, чем тот, который сформировал солнечную систему, мог легко создать одну или несколько сверхземель, которые появятся в последние дни существования протопланетного диска, когда большая часть газа уже рассеется.
Некоторые предварительные наблюдения, полученные с помощью крупного миллиметрового/субмиллиметрового телескопа ALMA, находящегося в северной части Чили, поддерживают это предложение. ALMA может визуализировать радиоизлучение от пыли и гравия в протопланетных дисках, и те немногие диски, которые он изучил до сих пор, кажутся относительно массивными. Но наблюдения еще не являются правдой в последней инстанции, потому что ALMA еще не полностью работоспособен, и с его помощью можно наблюдать только за внешними частями дисков, а не за регионами, где находятся суперземли. «Мы сможем разглядеть внутренние области, когда ALMA сможет использовать все свои 66 антенн» - говорит Чанг.
Чанг также имеет объяснение для другого открытия Кеплера: суперпаффы (superpuff), редкий и столь же проблематичный вид планет, которые имеют меньшую массу, чем суперземли, но кажутся огромными из-за пышной атмосферы, составляющей 20% их массы. Считается, что такие планеты образуются в богатом газом диске. Но во внутреннем диске такой объем горячего газа не сможет удержаться силами слабой гравитации протопланеты, поэтому холодный и плотный газ внешнего диска является более вероятным местом зарождения таких планет. Чанг объясняет их близкие к звездам орбиты миграцией - и это утверждение подтверждается тем фактом, что суперпаффы часто обнаруживаются запертыми на резонансных орбитах.
До сих пор большая часть внимания в исследованиях экзопланет была сосредоточена на внутренних частях планетных систем, примерно до расстояния, эквивалентного орбите Юпитера, по той простой причине, что все существующие методы обнаружения экзопланет не позволяют находить их на более далеких расстояниях от звезды. Два основных метода - это измерение колебаний звезд, вызванных гравитационным воздействием планет, и измерение периодического затемнение диска звезды при прохождении по нему планеты - позволяют найти большие планеты на близких орбитах. Получить изображения самих планет чрезвычайно сложно, потому что их слабый свет почти заглушается светом от их звезд, которые могут быть в миллиард раз ярче.
Но, используя по максимуму возможности самых больших в мире телескопов, астрономы смогли увидеть несколько планет. Спектрополяриметрическая высококонтрастная система (SPHERE) и визуализатор планет-близнецов (GPI), добавленные к крупным телескопам в Чили, снабжены сложными масками, называемыми коронографами, для блокировки света звезд. Поэтому неудивительно, что планеты далеко от их звезд - самые легкие для них цели.
Одной из самых ранних и самых поразительных планетарных систем, обнаруженных при помощи прямой визуализации, является та, которая находится вокруг звезды HR 8799, где четыре планеты располагаются от звезды на расстояниях от орбиты Сатурна до более чем в два раза дальше орбиты Нептуна. Самое удивительное, что все четыре планеты - огромны, более чем в пять раз больше Юпитера по массе. Согласно теории, планеты на таких отдаленных орбитах движутся так медленно, что они должны расти со скоростью улитки и накапливать массы, существенно меньше юпитерианской к моменту исчезновения газопылевого диска. И тем не менее, их «хорошие» круговые орбиты предполагают, что они сразу на них образовались, а не мигрировали на них из более близких к звезде областей.
Такие далекие гиганты оказывают поддержку самой радикальной теории, в которой некоторые планеты формируются не с помощью аккреции, а при помощи так называемой гравитационной неустойчивости. Этот процесс требует богатого газом протопланетного диска, который разбивается на «комки» под действием собственной гравитацией. Эти скопления газа со временем объединяются и сжимаются в газовые планеты без образования твердого ядра. Модели предполагают, что механизм будет работать только при определенных обстоятельствах: газ должен быть холодным, он не должен вращаться слишком быстро, а сжатый газ должен иметь возможность эффективно отводить тепло. Может ли эта теория объяснить планеты вокруг HR 8799? Рафиков говорит, что лишь две внешние планеты достаточно далеки и холодны. «Это все еще довольно загадочная система», - говорит он.
Пока слишком рано говорить о том, какие еще сюрпризы GPI и SPHERE смогут преподнести. Но область между отдаленными регионами планетарных систем и близлежащими окрестностями звезд с горячими юпитерами и сверхземлями остается упрямо недосягаемой: она слишком близко к звезде для прямой визуализации, и при слишком далеко для косвенных методов, основанных на колебаниях или затемнении родительской звезды. В результате теоретикам сложно получить полную картину того, как выглядят экзопланетные системы. «Мы основываем на фрагментарных и неполных наблюдениях», - говорит Лафлин. «Прямо сейчас, вероятно, все предположения ошибочны».
Астрономам не придется долго ждать новых данных. В следующем году НАСА запустит спутник для съемки экзопланет (TESS), и тогда же ожидается, что Европейское космическое агентство (ESA) также запустит спутник для определения характеристик экзопланет (CHEOPS). В отличие от Кеплера, который исследовал большое количество разнообразных звезд просто для определения экзопланет, TESS и CHEOPS будут сосредоточены на звездах, близких к Солнцу, что позволит исследователям изучить мигрирующие terra incognita (неизвестные земли - прим. перев. ). А поскольку целевые звезды находятся поблизости солнечной системы, наземные телескопы должны иметь возможность оценить массу открытых планет, позволяя исследователям рассчитать их плотности и понять, твердые они или газообразные.
Телескоп Джеймса Уэбба, который запустят в этом году, будет способен идти еще дальше, анализируя свет звезды, который проходит через атмосферу экзопланеты - это позволит определить ее состав. «Состав - важный ключ к формированию», - говорит Макинтош. Например, поиск тяжелых элементов в атмосферах суперземель может указывать на то, что диск, богатый такими элементами, необходим для быстрого формирования планетарных ядер. И в следующем десятилетии космические аппараты, такие как TESS и CHEOPS, присоединятся к охоте за экзопланетами наряду с новым поколением огромных наземных телескопов с зеркалами в 30 и более метров в поперечнике.
Если старые теории до последнего помогали моделистам прочно стоять на ногах, то под давлением новых открытий этот фундамент начинает рушиться, и исследователям придется попотеть, чтобы остаться на ногах. «Природа умнее наших теорий», - говорит Рафиков.
Правообладатель иллюстрации PA Image caption На этом рисунке представлены сравнительные размеры Земли и планеты Kepler-452b (справа)
Орбитальный телескоп НАСА "Кеплер" позволил ученым заглянуть в ранее недоступные для изучения глубины Вселенной. Среди сделанных с его помощью открытий – планета, у которой очень много общего с Землей.
Планета, названная Kepler-452b, вращается по орбите вокруг своей звезды примерно на таком же расстоянии, что и Земля, хотя ее диаметр больше земного на 60%.
Ученые утверждают, что у этой планеты больше земных черт, чем у прочих земных аналогов, открытых ранее.
Такие планеты очень интересуют астрономов по той причине, что они достаточно компактны и прохладны, чтобы на их поверхности могла удерживаться вода в жидком состоянии. А это значит, что на них могут существовать условия, благоприятные для поддержания жизни.
Звездная система Kepler-452 находится на расстоянии 1400 световых лет от Земли в созвездии Лебедя.
Ведущий ученый данного проекта НАСА Джон Грюнсфельд, представляя это открытие, назвал планету Kepler-452b пока что наиболее похожей на Землю.
Соседство это относительное: при максимальной скорости удаления от Солнечной системы, достигнутой на сегодня каким-либо из рукотворных космических аппаратов, на то, чтобы достичь этой планеты, потребовалось бы более 25 млн лет.
Экзопланета
Новая планета пополнила список открытых "Кеплером" экзопланет – небесных тел, вращающихся, как и Земля, вокруг своего солнца.
В данный момент внимание ученых приковано примерно к 500 предполагаемым планетам, расположенным у далеких звезд.
Они входят в число 4175 кандидатов в планеты, идентифицированных при помощи этого телескопа без учета нынешней находки. До сих пор большинство из этих кандидатов впоследствии получали статус доказанных экзопланет.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Ученые нашли в космосе тысячи экзопланет, но добраться до них не так-то простоНебольшая часть из этих планет размерами не слишком превосходит Землю и располагается в пределах так называемой "обитаемой зоны" в окрестностях своей звезды, схожей по строению с Солнцем, - то есть там, где в принципе может находиться вода в жидком состоянии, что считается обязательным условием поддержания жизни.
На данный момент в разных звездных системах найдено 12 планет, предположительно отвечающих этим требованиям. Kepler-452b - первая планета "обитаемого" типа, чье существование считается доказанным.
Ответ на вопрос о том, какая из этих планет более других похожа на Землю, во многом зависит от того, какие характеристики в первую очередь принимать во внимание.
Правообладатель иллюстрации NASA Image caption В воображении художника Kepler-452b выглядит примерно такМеньше, чем Kepler-452b, но вращается она вокруг "красного карлика" – звезды, которая гораздо более тусклая и прохладная, чем Солнце.
Kepler-452b вращается вокруг звезды, относящейся к тому же классу, что и Солнце. Эта звезда лишь на 4% массивнее и на 10% ярче Солнца. "Кеплер-452Б" облетает вокруг нее за 385 дней, так что ее "год" или, точнее, орбитальный период дольше земного лишь на 5%.
Массу планеты Kepler-452b пока что измерить невозможно, поэтому астрономам приходится полагаться на компьютерное моделирование, чтобы оценить различные варианты ее примерной массы. Наиболее вероятно, что масса "Кеплер-452b" примерно в пять раз больше земной.
Если ее поверхность скалистая, на планете должна продолжаться активная вулканическая деятельность, а сила притяжения на ней должна быть примерно в два раза больше, чем на Земле.
Звезда, вокруг которой вращается Kepler-452b, на 1,5 млрд лет старше Солнца. Ученые считают, что она может подсказать, что ждет Землю в будущем.
Возраст самой планеты оценивается в 6 млрд лет, то есть она - если эти данные верны - тоже на 1,5 млрд лет старше Земли.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Далеко не все экзопланеты, даже "земного" типа могут оказаться пригодными для жизни"Если Kepler-452b на самом деле имеет скалистую поверхность, ее расположение относительно звезды означает, что она вступила в парниковую фазу своей климатической истории", - говорит ученый Дуг Колдуэлл, работающей в программе "Кеплер".
"Усиливающийся выброс энергии этого стареющего солнца может нагревать поверхность и испарять любые океаны. Вода может испариться, и планета может ее потерять навсегда, - говорит Колдуэлл. - Kepler-452b может переживать сейчас то, что Земле предстоит пережить более чем через миллиард лет, когда Солнце постареет и станет ярче".
Суперземля
Ученый Университета Уорвика Дон Поллакко, не участвующий в этом проекте, сказал Би-би-си, что данные собранные телескопом "Кеплер", позволяют оценочно прикинуть размер планеты относительно звезды, вокруг которой она вращается.
В действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое Дон Поллакко
"Если вы знаете размер звезды, вы знаете размер планеты, - утверждает ученый. – Но, чтобы пойти дальше, например, узнать, скалистая ли у нее поверхность, нужно измерить массу планеты, а это намного сложнее сделать, так как они слишком далеко, чтобы провести такие измерения".
"Так что в действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое", - говорит Дон Поллакко.
"Другие планеты "Кеплера", находящиеся в "зоне жизни", может быть, еще больше похожи на Землю. Например, Kepler–186f диаметром примерно в 1,17 больше Земли, а диаметр Kepler-438b составляет примерно 1,12 от земного", - указывает ученый.
Правообладатель иллюстрации Thinkstock Image caption Пока что Земля остается единственным объектом во Вселенной, о котором мы можем с уверенностью сказать, что здесь можно жить"На самом деле, при диаметре 1,6 земного Kepler-452b попадает в категорию, называемую "Суперземля". В нашей Солнечной системе нет ни одной планеты такого типа. По этой причине суперземли очень интересны, но можно ли сказать, что они похожи на Землю?" - задается вопросом доктор Крис Уотсон из Королевского университета Белфаста.
"Если мы посмотрим на тип звезды, вокруг которой вращается Kepler-452b, становится ясно, что эта звезда похожа на Солнце, - утверждает Крис Уотсон. - Другие планеты "Кеплера", обнаруженные в "зонах жизни", вращаются вокруг "красных карликов" – звезд, гораздо менее горячих, чем Солнце. Поэтому планеты должны вращаться намного ближе к ним, чтобы получать такой же уровень тепла.
"Так что потенциально это может быть скалистая Суперземля на орбите, похожей на земную. Именно эта комбинация звезды и орбиты выделяет эту планету, на мой взгляд", - сказал ученый в интервью Би-би-си.
Создано 30.07.2012 12:03
Есть ли что-либо живое за пределами нашей планеты? Астрономы и мечтатели задавались этим вопросом со времен зарождения человечества, и все же загадка остается нераскрытой до сих пор. Мы единственная форма жизни во вселенной, или же есть похожие на нас существа, скрывающиеся прямо за границами Солнечной системы? NASA организовало миссию с целью выяснить правду. В марте 2009 года космическое агентство запустило проект «Кеплер», целью которого стал поиск планет, способных поддержать жизнь. Лишь за 16 месяцев работы телескоп Кеплер открыл 2 326 потенциальных планет. В случае подтверждения последующими исследованиями эти возможные открытия смогли бы значительно увеличить количество известных экзопланет (планет вне пределов Солнечной системы), которых в данное время насчитывается 702. Ниже представлено 10 изображений этих чуждых миров.
Выше можно увидеть художественное изображение планеты Кеплер-22, которая стала первой открытой телескопом экзопланетой, вращающейся по орбите вокруг звезды в пригодной для жизни зоне. Это означает, что на Кеплер-22 может быть жидкая вода, как на Земле, что делает ее самой близкой родственной планетой. Как пишут специалисты NASA, «планета в 2,4 раза больше Земли, и это самая маленькая из обнаруженных до сих пор экзопланет, расположенная в центре пригодной для жизни зоны звезды, похожей на наше солнце».
Где солнце садится дважды
Зачем мы ищем экзопланеты, как Кеплер-22? Эксперты говорят, что от этого может зависеть будущее человечества. Поиски планеты, способной поддерживать жизнь, могут обеспечить выживание людей, так как наша планета может стать жертвой астероида, солнечной вспышки или нашего собственного неразумного отношения к ней. Однако не все планеты, обнаруженные NASA, пригодны для жизни. Выше можно увидеть художественное изображение Кеплер-16 – самой похожей на Татуин планеты из всех обнаруженных до сих пор. Имеются в виду ее два солнца, напоминающие родную планету Люка Скайуокера из «Звездных войн». И хотя планета обращается вокруг двух солнц , она, очевидно, необычайно холодная и имеет газовую поверхность.
Куда мы смотрим?
Наша галактика очень велика, и сложно даже представить, что телескоп Кеплер может исследовать каждый сантиметр небесного свода. Аппарат фокусируется на большом участке, включающем созвездия Лебедя и Лиры. На фото как раз можно увидеть эту область. Каждый треугольник указывает на отдельный участок неба, обрабатываемый фотометром телескопа Кеплер. Земля затрудняет исследование всех частей неба круглый год, потому аппарат расположен над плоскостью эклиптики. Кеплер может единовременно наблюдать за 100 000 звезд. Регион Лебедя и Лиры выбран из-за изобилия звезд, похожих на наше солнце. Какова конечная цель? Найти планеты, похожие на Землю.
Экзотические атмосферы
Кеплер – не единственный космический аппарат, работающий с экзопланетами. Здесь можно увидеть художественное изображение заполненной горячим газом планеты HD 209458b, как указано в информации, полученной от телескопов Хаббл и Спитцер. Аппараты обнаружили, что в атмосфере этой планеты есть молекулы метана, водяного пара и углекислого газа. HD 209458b вращается по 3,5-дневной орбите вокруг похожей на солнце звезды в созвездии Пегаса на расстоянии 150 световых лет. Она необитаема, но специалисты говорят, что присутствие органических молекул может свидетельствовать о наличии жизни на похожих планетах, но с каменистой поверхностью.
Экстремальные планеты
Задумывались ли вы когда-нибудь, что станет с нашей солнечной системой, когда солнце завершит свой жизненный цикл приблизительно через 5 миллиардов лет? Выше представлено художественное изображение пульсарной планетной системы. Пульсар – это быстро вращающаяся нейтронная звезда с разрушенным ядром мертвой звезды. Этот пульсар под названием PSR B1257+12 обнаружил в 1992 году астроном Александр Вольщан. На изображении мы видим не менее двух планет размером с Землю, вращающихся вокруг этой звезды. Скорее всего, радиация пульсара щедро «поливает» поверхность этих планет, вызывая радужные сияния во всей атмосфере. Они могут входить во второе поколение планет, формировавшихся после убийственной вспышки умирающей звезды.
Скалы планеты Кеплер-10b
2011 год был рекордным для проекта «Кеплер», ведь тогда были обнаружены тысячи потенциальных экзопланет. В начале того года агентство NASA объявило об открытии Кеплер-10b – самой маленькой планеты и самой гористой из обнаруженных на тот момент. Хотя Кеплер-10b слишком горяча для жизни, она продемонстрировала, что миссия «Кеплер» способна приблизиться к основной цели – найти планету для поддержания жизни, как Земля. Выше можно увидеть художественное изображение раскаленных скал Кеплер-10b, температура которых предположительно составляет до 1 400 градусов Цельсия. Это означает, что поверхность горячее потока лавы на Земле, и температуры планеты достаточно, чтобы расплавить железо.
Обжигающий мир Кеплер-10b
Это внешний вид планеты Кеплер-10b, выполненный художником NASA. На нем планета буквально кипит, очевидно, потому, что она вращается вокруг своей звезды на расстоянии в 20 раз ближе, чем орбита Меркурия по отношению к нашему солнцу. Как NASA удалось обнаружить такие планеты, как Кеплер-10b? Телескоп сканирует яркость более 100 000 звезд каждых 30 минут. Она измеряется встроенным фотометром. Аппарат ищет крошечные изменений в яркости звезды, которые случаются, когда перед ней проходит экзопланета.
Темной-претемной ночью
При всей своей известности Кеплер-10b – это не самая горячая экзоплента из обнаруженных нами. Выше изображена планета HD 149026b – «горячий Юпитер» с ужасающей температурой 2 000 градусов Цельсия, что в три раза жарче нашей самой горячей планеты Венеры. Насколько это горячо? Настолько, что, как считают астрономы, планета впитывает почти весь жар от своей звезды и практически не отражает свет. Это делает ее самой черной, или самой темной планетой во всей изученной вселенной. Считается, что обнаруженная телескопом Спитцер планета гораздо холоднее на темной стороне, которая не поворачивается к звезде.
Новый мир
Должна ли планета в точности соответствовать Земле, чтобы поддерживать жизнь? Специалисты агентства NASA не уверены. Выше представлено художественное изображение планеты, вращающейся вокруг звезды, которая холоднее нашего солнца. Такие звезды называются красными и коричневыми карликами. Непонятно, может ли более холодная звезда обеспечивать существование молодых планет с такой же химической смесью, которая зародила жизнь на Земле. Чтобы планета смогла поддерживать жизнь, она должна сохранять воду в состоянии ниже температуры кипения, но выше точки замерзания. Кроме того, она должна иметь достаточно воздуха, но не слишком много. Это шаткое равновесие зависит от близости планеты к звезде.
Будущие открытия
Выше представлено художественное изображение двухзвездной системы HD 113766, где, как надеются специалисты NASA, на расстоянии 424 световых лет формируется скалистая планета типа Земли. Коричневое кольцо камней в будущем сольется в сферу, зарождая молодую планету. Возраст звезды предположительно 10-16 миллионов лет, и это как раз тот период, когда начинают формироваться планеты. Но сможет ли она
