permirkusi žemė

2020 m. sausį NASA pranešė, kad TESS erdvėlaivis atrado savo pirmąją potencialiai tinkančią gyventi Žemės dydžio egzoplanetą, skriejančią aplink žvaigždę maždaug už 100 šviesmečių.

Planeta yra dalis TOI 700 sistema (TOI reiškia TESS Dominantys objektai) yra maža, palyginti šalta žvaigždė, t. y. M spektrinės klasės nykštukė, esanti Auksinės žuvelės žvaigždyne, turinti tik apie 40 % mūsų Saulės masės ir dydžio bei pusę jos paviršiaus temperatūros.

Objektas pavadintas TOI 700 d ir yra viena iš trijų planetų, besisukančių aplink savo centrą, toliausiai nuo jo, kas 37 dienas aplenkiančių žvaigždę. Jis yra tokiu atstumu nuo TOI 700, kad teoriškai galėtų išlaikyti skystą vandenį, esantį gyvenamojoje zonoje. Jis gauna apie 86% energijos, kurią mūsų Saulė suteikia Žemei.

Tačiau aplinkos modeliavimas, kurį sukūrė mokslininkai, naudodami Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) duomenis, parodė, kad TOI 700 d gali elgtis labai skirtingai nei Žemė. Kadangi ji sukasi sinchroniškai su savo žvaigžde (tai reiškia, kad viena planetos pusė visada yra dienos šviesoje, o kita – tamsoje), tai, kaip susidaro debesys ir pučia vėjas, mums gali būti šiek tiek egzotiška.

1. Žemės ir TOI 700 d palyginimas su Žemės žemynų sistemos vizualizacija egzoplanetoje

Astronomai patvirtino savo atradimą padedami NASA. Spitzerio kosminis teleskopaskuri ką tik baigė savo veiklą. Iš pradžių Toi 700 buvo klaidingai klasifikuojamas kaip daug karštesnis, todėl astronomai manė, kad visos trys planetos yra per arti viena kitos ir todėl per karšta gyvybei palaikyti.

Per atradimo pristatymą sakė Čikagos universiteto komandos narė Emily Gilbert. -

Tyrėjai tikisi, kad ateityje tokios priemonės kaip James Webb kosminis teleskopasNASA planuoja iškelti į kosmosą 2021 m., jie galės nustatyti, ar planetose yra atmosfera, ir ištirti jos sudėtį.

Tyrėjai naudojo kompiuterių programinę įrangą hipotetinis klimato modeliavimas planeta TOI 700 d. Kadangi dar nežinoma, kokios dujos gali būti jos atmosferoje, buvo išbandytos įvairios galimybės ir scenarijai, įskaitant variantus, kurie numato šiuolaikinę Žemės atmosferą (77 % azoto, 21 % deguonies, metano ir anglies dioksido), tikėtina sudėtis – Žemės atmosfera prieš 2,7 milijardo metų (daugiausia metanas ir anglies dioksidas) ir net Marso atmosfera (daug anglies dioksido), kuri tikriausiai egzistavo prieš 3,5 milijardo metų.

Remiantis šiais modeliais, buvo nustatyta, kad jei TOI 700 d atmosferoje yra metano, anglies dioksido arba vandens garų derinio, planeta galėtų būti tinkama gyventi. Dabar komanda turi patvirtinti šias hipotezes naudodama minėtą Webb teleskopą.

Tuo pačiu metu NASA atlikti klimato modeliai rodo, kad tiek Žemės atmosferos, tiek dujų slėgio neužtenka skystam vandeniui išlaikyti jos paviršiuje. Jei į TOI 700 d pateksime tiek pat šiltnamio efektą sukeliančių dujų, kiek ir Žemėje, paviršiaus temperatūra vis tiek būtų žemesnė už nulį.

Visų dalyvaujančių komandų modeliai rodo, kad planetų aplink mažas ir tamsias žvaigždes, tokias kaip TOI 700, klimatas labai skiriasi nuo to, kurį patiriame Žemėje.

Įdomi naujiena

Dauguma to, ką žinome apie egzoplanetas arba planetas, skriejančias aplink Saulės sistemą, yra iš kosmoso. Jis nuskenavo dangų nuo 2009 iki 2018 m. ir aptiko daugiau nei 2600 planetų už mūsų Saulės sistemos ribų.

Tada NASA atradimų lazdelę perdavė zondui TESS(2), kuris pirmaisiais veiklos metais buvo paleistas į kosmosą 2018 m. balandžio mėn., taip pat devyniems šimtams nepatvirtintų tokio tipo objektų. Ieškodama astronomams nežinomų planetų, observatorija išnarš visą dangų, matė pakankamai 200 XNUMX. ryškiausios žvaigždės.

2. Tranzitinis palydovas egzoplanetai tyrinėti

TESS naudoja plataus kampo kamerų sistemas. Jis gali ištirti didelės mažų planetų grupės masę, dydį, tankį ir orbitą. Palydovas veikia pagal metodą nuotolinė ryškumo kritimų paieška galimai nurodant planetinis tranzitas - objektų judėjimas orbitoje prieš jų pirminių žvaigždžių veidus.

Pastarieji keli mėnesiai buvo labai įdomių atradimų serija, iš dalies dėl vis dar gana naujos kosminės observatorijos, iš dalies naudojant kitus instrumentus, įskaitant antžeminius. Likus kelioms savaitėms iki mūsų susitikimo su Žemės dvyniu, pasklido žinios apie planetos, skriejančios aplink dvi saules, atradimą, kaip Tatuinas iš „Žvaigždžių karų“!

TOI planeta 1338 m rastas už XNUMX šviesmečių, Menininko žvaigždyne. Jo dydis yra tarp Neptūno ir Saturno dydžių. Objektas reguliariai patiria abipusius savo žvaigždžių užtemimus. Jie sukasi vienas apie kitą penkiolikos dienų ciklu, viena šiek tiek didesnė už mūsų Saulę, o kita daug mažesnė.

2019 m. birželio mėn. pasirodė informacija, kad dvi antžeminio tipo planetos buvo aptiktos tiesiogine prasme mūsų kosminiame kieme. Tai rašoma straipsnyje, paskelbtame žurnale Astronomy and Astrophysics. Abi aikštelės yra idealioje zonoje, kur gali susidaryti vanduo. Tikėtina, kad jų paviršius yra uolėtas ir skrieja aplink Saulę, žinomą kaip Tigardeno žvaigždė (3), esantis vos 12,5 šviesmečio nuo Žemės.

- sakė pagrindinis atradimo autorius, Matthias Zechmeister, Getingeno universiteto Astrofizikos instituto mokslinis bendradarbis, Vokietija. -

3. Teegarden žvaigždžių sistema, vizualizacija

Savo ruožtu sukasi intriguojantys nežinomi pasauliai, kuriuos TESS atrado praėjusių metų liepą UCAC stars4 191-004642, septyniasdešimt trys šviesmečiai nuo Žemės.

Planetų sistema su pagrindine žvaigžde, dabar pažymėta kaip TOI 270, yra mažiausiai trys planetos. Vienas iš jų, TOI 270 p, šiek tiek didesnis už Žemę, kiti du yra mini Neptūnai, priklausantys planetų klasei, kurios mūsų Saulės sistemoje nėra. Žvaigždė yra šalta ir ne itin ryški, apie 40% mažesnė ir mažesnė už Saulę. Jo paviršiaus temperatūra yra maždaug dviem trečdaliais šiltesnė nei mūsų pačių žvaigždžių palydovo.

Saulės sistema TOI 270 yra Menininko žvaigždyne. Ją sudarančios planetos skrieja taip arti žvaigždės, kad jų orbitos gali tilpti į Jupiterio palydovų sistemą (4).

4. TOI 270 sistemos palyginimas su Jupiterio sistema

Tolesnis šios sistemos tyrinėjimas gali atskleisti papildomų planetų. Tie, kurie skrieja toliau nuo Saulės nei TOI 270 d, gali būti pakankamai šalti, kad galėtų sulaikyti skystą vandenį ir galiausiai sukelti gyvybę.

TESS verta atidžiau pažvelgti

Nepaisant santykinai didelio mažų egzoplanetų atradimų skaičiaus, dauguma jų pirminių žvaigždžių yra nutolę nuo 600 iki 3 metrų. šviesmečių nuo Žemės, per toli ir per tamsu detaliam stebėjimui.

Skirtingai nuo Keplerio, TESS pagrindinis tikslas yra rasti aplink artimiausias saulės kaimynes esančias planetas, kurios būtų pakankamai ryškios, kad jas būtų galima stebėti dabar ir vėliau kitais instrumentais. Nuo 2018 m. balandžio mėn. iki šių dienų TESS jau atrado daugiau nei 1500 planetų kandidatų. Dauguma jų yra daugiau nei du kartus didesni už Žemę ir skrieja mažiau nei dešimt dienų. Dėl to jie gauna daug daugiau šilumos nei mūsų planeta, ir jie yra per karšti, kad jų paviršiuje egzistuotų skystas vanduo.

Tai skystas vanduo, kurio reikia, kad egzoplaneta taptų tinkama gyventi. Tai yra terpė cheminėms medžiagoms, kurios gali sąveikauti viena su kita.

Teoriškai manoma, kad egzotiškos gyvybės formos gali egzistuoti esant aukštam slėgiui arba labai aukštai temperatūrai – kaip tai daroma su ekstremofilais, aptinkamais šalia hidroterminių angų, arba kai mikrobai, pasislėpę beveik kilometrą po Vakarų Antarkties ledo sluoksniu.

Tačiau atrasti tokius organizmus tapo įmanoma dėl to, kad žmonės galėjo tiesiogiai ištirti ekstremalias gyvenimo sąlygas. Deja, jų nepavyko aptikti gilioje erdvėje, ypač iš daugelio šviesmečių atstumo.

Gyvybės ir net gyvenamosios vietos paieška už mūsų saulės sistemos ribų vis dar visiškai priklauso nuo nuotolinio stebėjimo. Matomi skysto vandens paviršiai, kurie sukuria potencialiai palankias sąlygas gyvybei, gali sąveikauti su aukščiau esančia atmosfera ir sukurti nuotoliniu būdu aptinkamus biologinius ženklus, matomus antžeminiais teleskopais. Tai gali būti dujų kompozicijos, žinomos iš Žemės (deguonis, ozonas, metanas, anglies dioksidas ir vandens garai) arba senovės Žemės atmosferos komponentai, pavyzdžiui, prieš 2,7 milijardo metų (daugiausia metanas ir anglies dioksidas, bet ne deguonis). ).

Ieškant „tik tinkamos“ vietos ir ten gyvenančios planetos

Nuo 51 Pegasi b atradimo 1995 m. buvo nustatyta daugiau nei XNUMX egzoplaneta. Šiandien mes tikrai žinome, kad dauguma mūsų galaktikos ir visatos žvaigždžių yra apsuptos planetų sistemų. Tačiau tik kelios dešimtys rastų egzoplanetų yra potencialiai tinkami gyventi pasauliai.

Kas daro egzoplanetą tinkama gyventi?

Pagrindinė sąlyga – jau minėtas skystas vanduo paviršiuje. Tam, kad tai būtų įmanoma, pirmiausia reikia šio tvirto paviršiaus, t.y. uolėta žemėbet ir atmosferair pakankamai tankus, kad sukurtų slėgį ir paveiktų vandens temperatūrą.

Jums taip pat reikia dešinė žvaigždėkuri nesumažina planetoje per daug radiacijos, kuri išpučia atmosferą ir naikina gyvus organizmus. Kiekviena žvaigždė, taip pat ir mūsų Saulė, nuolat skleidžia didžiules radiacijos dozes, todėl gyvybės egzistavimui neabejotinai būtų naudinga apsisaugoti nuo jos. magnetinis laukaskurią gamina Žemės skysto metalo šerdis.

Tačiau kadangi gali būti ir kitų mechanizmų gyvybei apsaugoti nuo radiacijos, tai tik pageidautinas elementas, o ne būtina sąlyga.

Tradiciškai astronomai domisi gyvybės zonos (ekosferos) žvaigždžių sistemose. Tai regionai aplink žvaigždes, kur vyraujanti temperatūra neleidžia vandeniui nuolat užvirti ar užšalti. Apie šią sritį dažnai kalbama. „Zlatovlaski zona“nes „tiksiai tinka visam gyvenimui“, kas nurodo populiarios vaikiškos pasakos motyvus (5).

5. Gyvybės zona aplink žvaigždę

O ką mes iki šiol žinome apie egzoplanetas?

Iki šiol padaryti atradimai rodo, kad planetų sistemų įvairovė yra labai labai didelė. Vienintelės planetos, apie kurias ką nors žinojome maždaug prieš tris dešimtmečius, buvo Saulės sistemoje, todėl manėme, kad aplink žvaigždes sukasi maži ir kieti objektai, o tik toliau nuo jų yra skirta erdvė didelėms dujinėms planetoms.

Tačiau paaiškėjo, kad „įstatymų“ dėl planetų išsidėstymo apskritai nėra. Susiduriame su dujų milžinais, kurie beveik trinasi į savo žvaigždes (vadinamuosius karštuosius Jupiterius), taip pat su kompaktiškomis santykinai mažų planetų sistemomis, tokiomis kaip TRAPPIST-1 (6). Kartais planetos juda labai ekscentriškomis orbitomis aplink dvinares žvaigždes, taip pat yra „klaidžiojančių“ planetų, greičiausiai išmestų iš jaunų sistemų, laisvai plūduriuojančių tarpžvaigždinėje tuštumoje.

6. TRAPPIST-1 sistemos planetų vizualizacija

Taigi, vietoj artimo panašumo matome didelę įvairovę. Jei tai vyksta sistemos lygmeniu, kodėl egzoplanetos sąlygos turėtų būti panašios į viską, ką žinome iš artimiausios aplinkos?

Ir, einant dar žemiau, kodėl hipotetinės gyvybės formos turėtų būti panašios į mums žinomas?

Super kategorija

Remdamasis Keplerio surinktais duomenimis, 2015 metais NASA mokslininkas apskaičiavo, kad pati mūsų galaktika turi milijardas į Žemę panašių planetųI. Daugelis astrofizikų pabrėžė, kad tai buvo konservatyvus įvertinimas. Iš tiesų, tolesni tyrimai parodė, kad Paukščių Takas gali būti namais 10 milijardų žemės planetų.

Mokslininkai nenorėjo pasikliauti vien Keplerio rastomis planetomis. Šiame teleskope naudojamas tranzito metodas labiau tinka aptikti dideles planetas (pvz., Jupiterį), o ne Žemės dydžio planetas. Tai reiškia, kad Keplerio duomenys tikriausiai šiek tiek klastoja tokių planetų kaip mūsų skaičius.

Garsusis teleskopas stebėjo nedidelius žvaigždės ryškumo nuosmukius, kuriuos sukėlė priešais ją einanti planeta. Suprantama, kad didesni objektai užstoja daugiau šviesos iš savo žvaigždžių, todėl jas lengviau pastebėti. Keplerio metodas buvo orientuotas į mažas, ne pačias ryškiausias žvaigždes, kurių masė buvo maždaug trečdalis mūsų Saulės masės.

Keplerio teleskopas, nors ir nelabai gerai randa mažas planetas, aptiko gana daug vadinamųjų superžemių. Taip vadinamos egzoplanetos, kurių masė didesnė už Žemės, bet daug mažesnė už Uraną ir Neptūną, kurie yra atitinkamai 14,5 ir 17 kartų sunkesni už mūsų planetą.

Taigi, terminas „superžemė“ reiškia tik planetos masę, o tai reiškia, kad jis nenurodo paviršiaus sąlygų ar tinkamumo gyventi. Taip pat yra alternatyvus terminas „dujų nykštukai“. Kai kurių nuomone, jis gali būti tikslesnis objektams, esantiems viršutinėje masės skalės dalyje, nors dažniau vartojamas kitas terminas – jau minėtas „mini Neptūnas“.

Buvo atrastos pirmosios superžemės Aleksandras Volščanas i Dalea Fraila aplink pulsaras PSR B1257+12 1992 metais. Dvi išorinės sistemos planetos yra poltergeysTi fobetor - jų masė yra maždaug keturis kartus didesnė už Žemės masę, kuri yra per maža, kad būtų dujiniai milžinai.

Pirmąją superžemę aplink pagrindinės sekos žvaigždę nustatė komanda, vadovaujama Eugenijaus upėy 2005 m. Jis sukasi aplink Gliese 876 ir gavo paskyrimą Gliese 876 d (Anksčiau šioje sistemoje buvo aptikti du Jupiterio dydžio dujų milžinai). Numatoma jo masė yra 7,5 karto didesnė už Žemės masę, o apsisukimo aplink ją laikotarpis yra labai trumpas, apie dvi dienas.

Super-Earth klasėje yra dar karštesnių objektų. Pavyzdžiui, atrasta 2004 m 55 Kankri yra, esantis už keturiasdešimties šviesmečių, aplink savo žvaigždę apsisuka per trumpiausią bet kurios žinomos egzoplanetos ciklą – tik 17 valandų ir 40 minučių. Kitaip tariant, 55 metų Cancri e metai trunka mažiau nei 18 valandų. Egzoplaneta skrieja maždaug 26 kartus arčiau savo žvaigždės nei Merkurijus.

Žvaigždės artumas reiškia, kad 55 Cancri e paviršius yra tarsi aukštakrosnės vidus, kurio temperatūra ne mažesnė kaip 1760°C! Nauji Spitzerio teleskopo stebėjimai rodo, kad 55 Cancri e masė yra 7,8 karto didesnė, o spindulys šiek tiek didesnis nei Žemės. Spitzerio rezultatai rodo, kad maždaug penktadalį planetos masės turėtų sudaryti elementai ir lengvieji junginiai, įskaitant vandenį. Esant tokiai temperatūrai, tai reiškia, kad šios medžiagos būtų „superkritinėje“ būsenoje tarp skysčio ir dujų ir galėtų palikti planetos paviršių.

Tačiau superžemės ne visada tokios laukinės. Praėjusių metų liepą tarptautinė astronomų komanda, naudojanti TESS, atrado naują tokio pobūdžio egzoplanetą Hidros žvaigždyne, maždaug trisdešimt vienerių šviesmečių atstumu nuo Žemės. Elementas pažymėtas kaip GJ 357 d (7) dvigubai didesnis už Žemės skersmenį ir šešis kartus didesnis už masę. Jis yra išoriniame žvaigždės gyvenamojo rajono pakraštyje. Mokslininkai mano, kad šios superžemės paviršiuje gali būti vandens.

Ji pasakė Diana Kosakovskair Max Planck astronomijos instituto Heidelberge, Vokietijoje, mokslinis bendradarbis.

7. Planeta GJ 357 d - vizualizacija

Sistemą, skriejančią aplink nykštukinę žvaigždę, maždaug trečdalį mūsų Saulės dydžio ir masės ir 40 % šaltesnę, papildo antžeminės planetos. GJ 357 b ir dar viena super žemė GJ 357 s. Sistemos tyrimas buvo paskelbtas 31 m. liepos 2019 d. žurnale Astronomy and Astrophysics.

Praėjusį rugsėjį mokslininkai pranešė, kad naujai atrasta superžemė, esanti už 111 šviesmečių, yra „geriausia iki šiol žinoma buveinė“. 2015 m. atrado Keplerio teleskopą. K2-18b (8) labai skiriasi nuo mūsų gimtosios planetos. Jo masė yra daugiau nei aštuonis kartus didesnė, o tai reiškia, kad tai ledo milžinas, kaip Neptūnas, arba uolėtas pasaulis su tankia, vandenilio turtinga atmosfera.

K2-18b orbita yra septynis kartus arčiau savo žvaigždės nei Žemės atstumas nuo Saulės. Tačiau kadangi objektas skrieja aplink tamsiai raudoną M nykštuką, ši orbita yra potencialiai palankioje gyvybei zonoje. Preliminarūs modeliai prognozuoja, kad K2-18b temperatūra svyruoja nuo -73 iki 46°C, o jei objekto atspindys yra maždaug toks pat kaip Žemės, jo vidutinė temperatūra turėtų būti panaši į mūsų.

– per spaudos konferenciją sakė Londono universiteto koledžo astronomas, Angelos Ciaras.

Sunku būti kaip žemė

Žemės analogas (taip pat vadinamas Žemės dvyne arba į Žemę panašia planeta) yra planeta arba mėnulis, kurių aplinkos sąlygos panašios į tas, kurios yra Žemėje.

Tūkstančiai iki šiol atrastų egzoplanetinių žvaigždžių sistemų skiriasi nuo mūsų Saulės sistemos, tai patvirtina vadinamąją. retųjų žemių hipotezėI. Tačiau filosofai pabrėžia, kad visata yra tokia didžiulė, kad kažkur turi būti planeta, beveik identiška mūsų. Gali būti, kad tolimoje ateityje bus galima panaudoti technologiją dirbtinai gauti Žemės analogus vadinamaisiais. . Dabar madinga daugiateorinė teorija jie taip pat rodo, kad žemiškas atitikmuo gali egzistuoti kitoje visatoje arba netgi būti kitokia pačios Žemės versija paralelinėje visatoje.

2013 m. lapkritį astronomai pranešė, kad, remiantis Keplerio teleskopo ir kitų misijų duomenimis, Paukščių Tako galaktikos į saulę panašių žvaigždžių ir raudonųjų nykštukų gyvenamojoje zonoje gali būti iki 40 milijardų Žemės dydžio planetų.

Statistinis pasiskirstymas parodė, kad artimiausias iš jų gali būti pašalintas iš mūsų ne daugiau kaip dvylika šviesmečių. Tais pačiais metais buvo patvirtinta, kad keletas Keplerio atrastų kandidatų, kurių skersmuo mažesnis nei 1,5 karto už Žemės spindulį, yra žvaigždės, skriejančios gyvenamojoje zonoje. Tačiau pirmasis artimas žemei kandidatas buvo paskelbtas tik 2015 m. egzoplanetę Kepler-452b.

Tikimybė rasti Žemės analogą daugiausia priklauso nuo savybių, kuriomis norite būti panašūs. Standartinės, bet ne absoliučios sąlygos: planetos dydis, paviršiaus gravitacija, pagrindinės žvaigždės dydis ir tipas (t. y. saulės analogas), orbitos atstumas ir stabilumas, ašinis posvyris ir sukimasis, panaši geografija, vandenynų buvimas, atmosfera ir klimatas, stipri magnetosfera. .

Jei ten egzistuotų sudėtinga gyvybė, miškai galėtų padengti didžiąją planetos paviršiaus dalį. Jei egzistuotų protinga gyvybė, kai kurios sritys galėtų būti urbanizuotos. Tačiau tikslių analogijų su Žeme paieška gali būti klaidinanti dėl labai specifinių aplinkybių Žemėje ir aplink ją, pavyzdžiui, Mėnulio egzistavimas turi įtakos daugeliui reiškinių mūsų planetoje.

Puerto Riko universiteto Arecibo planetų gyvenimo laboratorija neseniai sudarė kandidatų į Žemės analogus sąrašą (9). Dažniausiai toks klasifikavimas prasideda nuo dydžio ir masės, tačiau tai yra iliuzinis kriterijus, turint omenyje, pavyzdžiui, netoli mūsų esančią Venerą, kuri yra beveik tokio pat dydžio kaip Žemė ir kokios sąlygos joje vyrauja. , yra žinoma.

9. Perspektyvios egzoplanetos – potencialūs Žemės analogai, teigia Planetų apgyvendinamumo laboratorija

Kitas dažnai minimas kriterijus yra tas, kad Žemės analogas turi turėti panašią paviršiaus geologiją. Artimiausi žinomi pavyzdžiai yra Marsas ir Titanas, ir nors yra panašumų pagal topografiją ir paviršiaus sluoksnių sudėtį, yra ir didelių skirtumų, pavyzdžiui, temperatūros.

Juk daugelis paviršiaus medžiagų ir reljefo formų atsiranda tik dėl sąveikos su vandeniu (pavyzdžiui, molis ir nuosėdinės uolienos) arba kaip šalutinis gyvybės produktas (pavyzdžiui, kalkakmenis ar anglis), sąveikos su atmosfera, vulkaninės veiklos rezultatas. , arba žmogaus įsikišimas.

Taigi per panašius procesus turi būti sukurtas tikras Žemės analogas, turintis atmosferą, ugnikalnius, sąveikaujančius su paviršiumi, skystą vandenį ir tam tikrą gyvybės formą.

Atmosferos atveju taip pat daroma prielaida apie šiltnamio efektą. Galiausiai naudojama paviršiaus temperatūra. Tam įtakos turi klimatas, o tam įtakos turi planetos orbita ir sukimasis, kurių kiekvienas įveda naujų kintamųjų.

Kitas idealaus gyvybę teikiančios žemės analogo kriterijus – jis turi skrieja aplink saulės analogą. Tačiau šis elementas negali būti visiškai pateisinamas, nes palanki aplinka gali suteikti vietinę daugelio skirtingų tipų žvaigždžių išvaizdą.

Pavyzdžiui, Paukščių Take dauguma žvaigždžių yra mažesnės ir tamsesnės už Saulę. Vienas iš jų buvo paminėtas anksčiau TRAPPISTAS-1, yra 10 šviesmečių atstumu Vandenio žvaigždyne ir yra maždaug 2 kartus mažesnis ir 1. kartą mažiau šviesus nei mūsų Saulė, tačiau jo gyvenamojoje zonoje yra mažiausiai šešios antžeminės planetos. Šios sąlygos gali atrodyti nepalankios mūsų pažįstamam gyvenimui, tačiau TRAPPIST-XNUMX tikriausiai laukia ilgesnis gyvenimas nei mūsų žvaigždės, todėl gyvenimas ten dar turi daug laiko vystytis.

Vanduo dengia 70% Žemės paviršiaus ir yra laikomas viena iš geležinių mums žinomų gyvybės formų egzistavimo sąlygų. Labiausiai tikėtina, kad vandens pasaulis yra planeta Kepleris-22b, esančios į saulę panašios žvaigždės, bet daug didesnės už Žemę, gyvenamojoje zonoje, tikroji jos cheminė sudėtis lieka nežinoma.

2008 m. atliko astronomas Michaela Meyerir Arizonos universiteto, kosminių dulkių, esančių šalia naujai susiformavusių žvaigždžių, tokių kaip Saulė, tyrimai rodo, kad 20–60 % Saulės analogų turime įrodymų, kad uolinių planetų formavimosi procesai yra panašūs į tuos, kurie paskatino susiformavimą. Žemės.

Be 2009 buvo Alanas Bosas iš Carnegie mokslo instituto teigė, kad Paukščių Takas gali egzistuoti tik mūsų galaktikoje 100 milijardų į žemę panašių planetųh.

2011 m. NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorija (JPL), taip pat remdamasi Keplerio misijos stebėjimais, padarė išvadą, kad maždaug 1,4–2,7 % visų į saulę panašių žvaigždžių turėtų skrieti aplink Žemės dydžio planetas gyvenamosiose zonose. Tai reiškia, kad vien Paukščių Tako galaktikoje gali būti 2 milijardai galaktikų, o darant prielaidą, kad šis įvertinimas galioja visoms galaktikoms, stebimoje visatoje galaktikų gali būti net 50 milijardų. 100 kvintilijonų.

2013 m. Harvardo-Smithsonian astrofizikos centras, naudodamasis papildomų Keplerio duomenų statistine analize, pasiūlė, kad yra bent 17 milijardų planetų Žemės dydžio – neatsižvelgiant į jų vietą gyvenamuosiuose rajonuose. 2019 m. atliktas tyrimas parodė, kad Žemės dydžio planetos gali skrieti aplink vieną iš šešių į saulę panašių žvaigždžių.

Panašumo modelis

Žemės panašumo indeksas (ESI) yra siūlomas planetinio objekto ar natūralaus palydovo panašumo į Žemę matas. Jis buvo sukurtas skalėje nuo nulio iki vieneto, o Žemei buvo priskirta vieneto reikšmė. Parametras skirtas palengvinti planetų palyginimą didelėse duomenų bazėse.

ESI, pasiūlytas 2011 m. žurnale Astrobiology, sujungia informaciją apie planetos spindulį, tankį, greitį ir paviršiaus temperatūrą.

Svetainė, kurią tvarko vienas iš 2011 m. straipsnio autorių, Abla Mendes iš Puerto Riko universiteto pateikia savo įvairių egzoplanetinių sistemų indeksų skaičiavimus. ESI Mendesa apskaičiuojama pagal formulę, parodytą 10 iliustracijakur x_i juos_i0 yra nežemiško kūno savybės Žemės atžvilgiu, v_i kiekvienos savybės svertinis rodiklis ir bendras savybių skaičius. Jis buvo pastatytas pagrindu Bray-Curtis panašumo indeksas.

Kiekvienam turtui priskirtas svoris, w_i, yra bet kokia parinktis, kurią galima pasirinkti norint paryškinti tam tikras funkcijas, palyginti su kitomis, arba pasiekti norimus indekso ar reitingavimo slenksčius. Svetainėje taip pat klasifikuojama tai, kas joje apibūdinama kaip galimybė gyventi egzoplanetose ir egzo-mėnuliuose, pagal tris kriterijus: vietą, ESI ir pasiūlymą dėl galimybės išlaikyti organizmus maisto grandinėje.

Dėl to, pavyzdžiui, buvo parodyta, kad antras pagal dydį ESI Saulės sistemoje priklauso Marsui ir yra 0,70. Kai kurios šiame straipsnyje išvardytos egzoplanetos viršija šį skaičių, o kai kurios – neseniai atrastos Tigardenas b ji turi didžiausią ESI iš visų patvirtintų egzoplanetų – 0,95.

Kai kalbame apie į Žemę panašias ir tinkamas gyventi egzoplanetas, neturime pamiršti egzoplanetų, tinkamų gyventi, ar palydovinių egzoplanetų galimybės.

Bet kokių natūralių ekstrasaulinių palydovų egzistavimas dar turi būti patvirtintas, tačiau 2018 m. spalį prof. Davidas Kippingas paskelbė apie galimo egzomėnulio, skriejančio aplink objektą, atradimą Kepleris-1625b.

Didelės Saulės sistemos planetos, tokios kaip Jupiteris ir Saturnas, turi didelius mėnulius, kurie tam tikrais atžvilgiais yra gyvybingi. Todėl kai kurie mokslininkai teigė, kad didelės ne saulės planetos (ir dvejetainės planetos) gali turėti panašius didelius potencialiai tinkamus gyventi palydovus. Pakankamos masės mėnulis gali palaikyti į Titaną panašią atmosferą ir paviršiuje esantį skystą vandenį.

Šiuo atžvilgiu ypač įdomios didžiulės ekstrasaulinės planetos, esančios gyvenamojoje zonoje (pvz., Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b ir HD 37124 c), nes jos gali turėti natūralūs palydovai su skystu vandeniu paviršiuje.

Gyvenimas aplink raudoną ar baltą žvaigždę?

Apsiginklavę beveik du dešimtmečius egzoplanetų pasaulio atradimais, astronomai jau pradėjo susidaryti vaizdą, kaip gali atrodyti gyventi tinkama planeta, nors dauguma susitelkė į tai, ką jau žinome: į Žemę panašią planetą, besisukančią aplink geltonąją nykštukę. mūsų. Saulė, klasifikuojama kaip G tipo pagrindinės sekos žvaigždė. O mažesnės raudonos M žvaigždės, kurių mūsų galaktikoje yra daug daugiau?

Kokie būtų mūsų namai, jei jie skrietų aplink raudonąjį nykštuką? Atsakymas yra šiek tiek panašus į Žemę, o iš esmės nepanašus į Žemę.

Iš tokios įsivaizduojamos planetos paviršiaus pirmiausia pamatytume labai didelę saulę. Atrodytų, pusantro ar trijų kartų daugiau, nei dabar turime prieš akis, atsižvelgiant į orbitos artumą. Kaip rodo pavadinimas, saulė šviečia raudonai dėl vėsesnės temperatūros.

Raudonosios nykštukės yra dvigubai šiltesnės nei mūsų Saulė. Iš pradžių tokia planeta Žemei gali atrodyti kiek svetima, bet ne šokiruojanti. Tikrieji skirtumai išryškėja tik tada, kai suprantame, kad dauguma šių objektų sukasi sinchroniškai su žvaigžde, todėl viena pusė visada atsukta į savo žvaigždę, kaip mūsų Mėnulis daro į Žemę.

Tai reiškia, kad kita pusė išlieka tikrai tamsi, nes neturi prieigos prie šviesos šaltinio – skirtingai nei Mėnulis, kurį iš kitos pusės šiek tiek apšviečia Saulė. Tiesą sakant, bendra prielaida yra tokia, kad planetos dalis, kuri liko amžinoje dienos šviesoje, sudegs, o ta, kuri pasinėrė į amžinąją naktį, užšals. Tačiau... taip neturėtų būti.

Daugelį metų astronomai atmetė raudonųjų nykštukų regioną kaip Žemės medžioklės plotą, manydami, kad planetą padalinus į dvi visiškai skirtingas dalis, nė viena iš jų netaptų netinkama gyventi. Tačiau kai kurie pažymi, kad atmosferos pasauliai turės specifinę cirkuliaciją, dėl kurios saulėtoje pusėje kaupsis stori debesys, kad intensyvi spinduliuotė nesudegintų paviršiaus. Cirkuliuojančios srovės taip pat paskirstytų šilumą visoje planetoje.

Be to, šis atmosferos sutirštėjimas galėtų būti svarbi dienos apsauga nuo kitų radiacijos pavojų. Jaunos raudonosios nykštukės yra labai aktyvios per pirmuosius kelis milijardus savo veiklos metų, skleidžiančios blyksnius ir ultravioletinę spinduliuotę.

Tikėtina, kad stori debesys apsaugo potencialią gyvybę, nors hipotetiniai organizmai dažniau slepiasi giliai planetos vandenyse. Tiesą sakant, šiandienos mokslininkai mano, kad radiacija, pavyzdžiui, ultravioletinių spindulių diapazone, netrukdo organizmų vystymuisi. Juk ankstyvoji gyvybė Žemėje, iš kurios atsirado visi mums žinomi organizmai, tarp jų ir homo sapiens, vystėsi stiprios UV spinduliuotės sąlygomis.

Tai atitinka sąlygas, priimtas artimiausioje mums žinomoje į Žemę panašioje egzoplanetoje. Kornelio universiteto astronomai teigia, kad gyvybė Žemėje patyrė stipresnę spinduliuotę nei žinoma Proxima-b.

Proxima-b, esanti vos 4,24 šviesmečio nuo Saulės sistemos ir artimiausios mums žinomos į Žemę panašios uolinės planetos (nors apie ją beveik nieko nežinome), gauna 250 kartų daugiau rentgeno spindulių nei Žemė. Jis taip pat gali patirti mirtiną ultravioletinės spinduliuotės lygį savo paviršiuje.

Manoma, kad į Proxima b panašios sąlygos egzistuoja TRAPPIST-1, Ross-128b (beveik vienuolikos šviesmečių nuo Žemės Mergelės žvaigždyne) ir LHS-1140 b (keturiasdešimt šviesmečių nuo Žemės Cetus žvaigždyne). sistemos.

Kitos prielaidos yra susijusios potencialių organizmų atsiradimas. Kadangi tamsiai raudona nykštukė skleistų daug mažiau šviesos, keliama hipotezė, kad jei aplink ją skriejančioje planetoje būtų organizmų, panašių į mūsų augalus, fotosintezei jie turėtų sugerti šviesą daug platesniu bangos ilgių diapazonu, o tai reikštų, kad „egzoplanetos“ galėtų. mūsų nuomone, yra beveik juoda (taip pat žiūrėkite: ). Tačiau čia verta suprasti, kad Žemėje žinomi ir kitos nei žalios spalvos augalai, kurie šviesą sugeria kiek kitaip.

Pastaruoju metu mokslininkai susidomėjo dar viena objektų kategorija – baltosiomis nykštukėmis, savo dydžiu panašiomis į Žemę, kurios nėra griežtai žvaigždės, tačiau aplink save sukuria gana stabilią aplinką, spinduliuojančią energiją milijardus metų, todėl jos tampa intriguojančiais taikiniais. egzoplanetų tyrimai. .

Jų mažas dydis ir dėl to didelis galimos egzoplanetos tranzitinis signalas leidžia naujos kartos teleskopais stebėti potencialias uolėtas planetų atmosferas, jei tokių yra. Astronomai nori naudoti visas pastatytas ir planuojamas observatorijas, įskaitant James Webb teleskopą, antžeminį Itin didelis teleskopastaip pat ateitis kilmę, HabEx i LUVUARjei jie atsiranda.

Šiame nuostabiai besiplečiančiame egzoplanetų tyrimų, tyrimų ir tyrinėjimų lauke yra viena problema, kuri šiuo metu yra nereikšminga, tačiau laikui bėgant ji gali tapti aktuali. Na, o jei vis pažangesnių instrumentų dėka pagaliau pavyks atrasti egzoplanetą – visus sudėtingus reikalavimus atitinkančią Žemės dvynę, kaip reikiant pripildytą vandens, oro ir temperatūros, ir ši planeta atrodys „laisva“ , tada be technologijos, leidžiančios ten nuskristi tam tikru protingu laiku, supranti, kad tai gali būti kankinama.

Bet, laimei, kol kas tokios problemos neturime.