izmirkusi zeme

2020. gada janvārī NASA ziņoja, ka TESS kosmosa kuģis ir atklājis savu pirmo potenciāli apdzīvojamo Zemes izmēra eksoplanetu, kas riņķo ap zvaigzni aptuveni 100 gaismas gadu attālumā.

Planēta ir daļa TOI 700 sistēma (TOI apzīmē TESS Interesējošie objekti) ir maza, salīdzinoši auksta zvaigzne, t.i., M spektrālās klases punduris Zelta zivtiņas zvaigznājā, kurai ir tikai aptuveni 40% no mūsu Saules masas un izmēra un puse no tās virsmas temperatūras.

Objekts nosaukts TOI 700 d un ir viena no trim planētām, kas riņķo ap savu centru, kas atrodas vistālāk no tā un ik pēc 37 dienām iet ap zvaigzni. Tas atrodas tādā attālumā no TOI 700, lai teorētiski varētu noturēt virs ūdens šķidro ūdeni, kas atrodas apdzīvojamajā zonā. Tā saņem aptuveni 86% enerģijas, ko mūsu Saule dod Zemei.

Tomēr vides simulācijas, ko pētnieki izveidoja, izmantojot datus no Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), parādīja, ka TOI 700 d varētu izturēties ļoti atšķirīgi no Zemes. Tā kā tā griežas sinhroni ar savu zvaigzni (tas nozīmē, ka viena planētas puse vienmēr ir dienasgaismā, bet otra tumsā), veids, kā veidojas mākoņi un pūš vējš, mums var būt nedaudz eksotisks.

1. Zemes un TOI 700 d salīdzinājums ar Zemes kontinentu sistēmas vizualizāciju uz eksoplanētas

Astronomi apstiprināja savu atklājumu ar NASA palīdzību. Spicera kosmiskais teleskopskas tikko pabeidza savu darbību. Sākotnēji Toi 700 tika nepareizi klasificēts kā daudz karstāks, un astronomi uzskatīja, ka visas trīs planētas ir pārāk tuvu viena otrai un tāpēc pārāk karstas, lai uzturētu dzīvību.

Atklājuma prezentācijas laikā sacīja Čikāgas Universitātes komandas locekle Emīlija Gilberta. -

Pētnieki cer, ka nākotnē tādi instrumenti kā Džeimsa Veba kosmiskais teleskopsko NASA plāno izvietot kosmosā 2021. gadā, viņi varēs noteikt, vai planētām ir atmosfēra, un varēs izpētīt tās sastāvu.

Pētnieki izmantoja datoru programmatūru, lai hipotētiskā klimata modelēšana planēta TOI 700 d. Tā kā vēl nav zināms, kādas gāzes var atrasties tās atmosfērā, ir pārbaudītas dažādas iespējas un scenāriji, tostarp varianti, kas pieņem mūsdienu Zemes atmosfēru (77% slāpekļa, 21% skābekļa, metāna un oglekļa dioksīda), iespējamais sastāvs Zemes atmosfēra pirms 2,7 miljardiem gadu (pārsvarā metāns un oglekļa dioksīds) un pat Marsa atmosfēra (daudz oglekļa dioksīda), kas, iespējams, pastāvēja pirms 3,5 miljardiem gadu.

No šiem modeļiem tika konstatēts, ka, ja TOI 700 d atmosfērā ir metāna, oglekļa dioksīda vai ūdens tvaiku kombinācija, planēta varētu būt apdzīvojama. Tagad komandai ir jāapstiprina šīs hipotēzes, izmantojot iepriekš minēto Webb teleskopu.

Tajā pašā laikā NASA veiktās klimata simulācijas liecina, ka gan Zemes atmosfēra, gan gāzes spiediens nav pietiekami, lai noturētu šķidru ūdeni uz tās virsmas. Ja uz TOI 700 d uzliktu tādu pašu siltumnīcefekta gāzu daudzumu kā uz Zemes, virsmas temperatūra joprojām būtu zem nulles.

Visu iesaistīto komandu simulācijas liecina, ka planētu klimats ap mazām un tumšām zvaigznēm, piemēram, TOI 700, tomēr ļoti atšķiras no tā, ko mēs piedzīvojam uz mūsu Zemes.

Interesantas ziņas

Lielākā daļa no tā, ko mēs zinām par eksoplanētām jeb planētām, kas riņķo ap Saules sistēmu, nāk no kosmosa. Tas skenēja debesis no 2009. līdz 2018. gadam un atrada vairāk nekā 2600 planētu ārpus mūsu Saules sistēmas.

Pēc tam NASA atklājumu kociņu nodeva TESS(2) zondei, kas tika palaita kosmosā 2018. gada aprīlī tās pirmajā darbības gadā, kā arī deviņsimt neapstiprinātu šāda veida objektu. Meklējot astronomiem nezināmas planētas, observatorija izpētīs visas debesis, jo ir redzējuši pietiekami daudz no 200 XNUMX. spožākās zvaigznes.

2. Tranzīta satelīts eksoplanetu izpētei

TESS izmanto vairākas platleņķa kameru sistēmas. Tas spēj izpētīt lielas mazo planētu grupas masu, izmēru, blīvumu un orbītu. Satelīts darbojas saskaņā ar metodi attālināta spilgtuma kritumu meklēšana potenciāli norādot uz planētu tranzīti - objektu pārvietošanās orbītā to vecāku zvaigžņu seju priekšā.

Pēdējie mēneši ir bijuši ārkārtīgi interesanti atklājumi, daļēji pateicoties vēl salīdzinoši jaunajai kosmosa observatorijai, daļēji ar citu instrumentu palīdzību, tostarp uz zemes. Dažas nedēļas pirms mūsu tikšanās ar Zemes dvīni izskanēja ziņas par planētas atklāšanu, kas riņķo ap divām saulēm, gluži kā Tatuīns no Zvaigžņu kariem!

TOI planēta 1338 b atrasts XNUMX gaismas gadu attālumā, Mākslinieka zvaigznājā. Tās izmērs ir starp Neptūna un Saturna izmēriem. Objekts regulāri piedzīvo savstarpējus zvaigžņu aptumsumus. Tie riņķo viens ap otru piecpadsmit dienu ciklā, viens ir nedaudz lielāks par mūsu Sauli un otrs daudz mazāks.

2019. gada jūnijā parādījās informācija, ka mūsu kosmosa pagalmā burtiski tika atklātas divas sauszemes tipa planētas. Par to ziņots rakstā, kas publicēts žurnālā Astronomy and Astrophysics. Abas vietas atrodas ideālā zonā, kur var veidoties ūdens. Viņiem, iespējams, ir akmeņaina virsma un tie riņķo ap Sauli, kas pazīstama kā Tigarden zvaigzne (3), kas atrodas tikai 12,5 gaismas gadu attālumā no Zemes.

- teica atklājuma galvenais autors, Matiass Zehmeisters, Getingenes Universitātes Astrofizikas institūta pētnieks, Vācija. -

3. Teegarden zvaigžņu sistēma, vizualizācija

Savukārt TESS pagājušā gada jūlijā atklātās intriģējošās nezināmās pasaules griežas apkārt UCAC stars4 191-004642, septiņdesmit trīs gaismas gadu attālumā no Zemes.

Planētu sistēma ar saimniekzvaigzni, tagad apzīmēta kā TOI 270, satur vismaz trīs planētas. Viens no viņiem, TOI 270 lpp, nedaudz lielāks par Zemi, pārējie divi ir mini-Neptūni, kas pieder planētu klasei, kuras mūsu Saules sistēmā neeksistē. Zvaigzne ir auksta un ne pārāk spoža, par aptuveni 40% mazāka un mazāk masīva nekā Saule. Tās virsmas temperatūra ir apmēram divas trešdaļas siltāka nekā mūsu pašu zvaigžņu pavadoņa temperatūra.

Saules sistēma TOI 270 atrodas Mākslinieka zvaigznājā. Planētas, kas to veido, riņķo tik tuvu zvaigznei, ka to orbītas var iekļauties Jupitera pavadoņu sistēmā (4).

4. TOI 270 sistēmas salīdzinājums ar Jupitera sistēmu

Turpmāka šīs sistēmas izpēte var atklāt papildu planētas. Tie, kas riņķo tālāk no Saules nekā TOI 270 d, varētu būt pietiekami auksti, lai noturētu šķidru ūdeni un galu galā radītu dzīvību.

TESS ir vērts aplūkot tuvāk

Neskatoties uz salīdzinoši lielo mazo eksoplanetu atklājumu skaitu, lielākā daļa to vecāku zvaigžņu atrodas 600 līdz 3 metru attālumā. gaismas gadu attālumā no Zemes, pārāk tālu un pārāk tumšs detalizētai novērošanai.

Atšķirībā no Keplera, TESS galvenais mērķis ir atrast planētas ap Saules tuvākajiem kaimiņiem, kas ir pietiekami spilgtas, lai tās tagad un vēlāk varētu novērot ar citiem instrumentiem. No 2018. gada aprīļa līdz mūsdienām TESS jau ir atklājis vairāk nekā 1500 kandidātplanētu. Lielākā daļa no tām ir vairāk nekā divas reizes lielākas par Zemi, un tām ir nepieciešamas mazāk nekā desmit dienas, lai sasniegtu orbītu. Rezultātā tie saņem daudz vairāk siltuma nekā mūsu planēta, un tie ir pārāk karsti, lai uz to virsmas pastāvētu šķidrs ūdens.

Tas ir šķidrs ūdens, kas nepieciešams, lai eksoplaneta kļūtu apdzīvojama. Tas kalpo kā augsne ķīmiskām vielām, kas var mijiedarboties savā starpā.

Teorētiski tiek uzskatīts, ka eksotiskas dzīvības formas varētu pastāvēt augsta spiediena vai ļoti augstas temperatūras apstākļos – kā tas ir ar ekstremofiliem, kas atrasti pie hidrotermālām atverēm, vai ar mikrobiem, kas paslēpti gandrīz kilometru zem Rietumantarktikas ledus segas.

Taču šādu organismu atklāšanu padarīja iespējamu tas, ka cilvēki varēja tieši pētīt ekstrēmos apstākļus, kādos viņi dzīvo. Diemžēl tos nevarēja atklāt dziļā kosmosā, it īpaši no daudzu gaismas gadu attāluma.

Dzīvības un pat dzīvesvietas meklēšana ārpus mūsu Saules sistēmas joprojām ir pilnībā atkarīga no attālinātas novērošanas. Redzamās šķidrā ūdens virsmas, kas rada potenciāli labvēlīgus apstākļus dzīvībai, var mijiedarboties ar augšējo atmosfēru, radot attālināti nosakāmus biosignatūras, kas redzami ar zemes teleskopiem. Tie var būt no Zemes zināmi gāzu sastāvi (skābeklis, ozons, metāns, oglekļa dioksīds un ūdens tvaiki) vai senās Zemes atmosfēras sastāvdaļas, piemēram, pirms 2,7 miljardiem gadu (galvenokārt metāns un oglekļa dioksīds, bet ne skābeklis). ).

Meklējot vietu "tikai īstā" un planētu, kas tur dzīvo

Kopš 51 Pegasi b atklāšanas 1995. gadā ir identificēta vairāk nekā XNUMX eksoplaneta. Šodien mēs noteikti zinām, ka lielāko daļu zvaigžņu mūsu galaktikā un Visumā ieskauj planētu sistēmas. Bet tikai daži desmiti atrasto eksoplanetu ir potenciāli apdzīvojamas pasaules.

Kas padara eksoplanetu apdzīvojamu?

Galvenais nosacījums ir jau pieminētais šķidrais ūdens uz virsmas. Lai tas būtu iespējams, mums vispirms ir nepieciešama šī cietā virsma, t.i. akmeņaina zemebet arī atmosfēra, un pietiekami blīvs, lai radītu spiedienu un ietekmētu ūdens temperatūru.

Jums arī vajag labā zvaigznekas uz planētas neizlaiž pārāk daudz starojuma, kas aizpūš atmosfēru un iznīcina dzīvos organismus. Katra zvaigzne, arī mūsu Saule, pastāvīgi izstaro milzīgas starojuma devas, tāpēc dzīvības pastāvēšanai neapšaubāmi būtu izdevīgi no tā pasargāt sevi. magnētiskais laukskā to ražo Zemes šķidrā metāla kodols.

Tomēr, tā kā dzīvības aizsardzībai no starojuma var būt citi mehānismi, tas ir tikai vēlams elements, nevis obligāts nosacījums.

Tradicionāli astronomi interesējas par dzīvības zonas (ekosfēras) zvaigžņu sistēmās. Tie ir apgabali ap zvaigznēm, kur valdošā temperatūra neļauj ūdenim pastāvīgi uzvārīties vai sasalst. Par šo jomu bieži runā. "Zlatovlaski zona"jo “dzīvei piemērots”, kas attiecas uz populāras bērnu pasakas (5) motīviem.

5. Dzīves zona ap zvaigzni

Un ko mēs līdz šim zinām par eksoplanētām?

Līdz šim veiktie atklājumi liecina, ka planētu sistēmu daudzveidība ir ļoti, ļoti liela. Vienīgās planētas, par kurām mēs kaut ko zinājām apmēram pirms trīs gadu desmitiem, atradās Saules sistēmā, tāpēc uzskatījām, ka ap zvaigznēm riņķo mazi un cieti objekti, un tikai tālāk no tām ir vieta, kas rezervēta lielām gāzveida planētām.

Taču izrādījās, ka nekādu "likumu" attiecībā uz planētu atrašanās vietu vispār nav. Mēs sastopam gāzes milžus, kas gandrīz berzē pret savām zvaigznēm (tā sauktajiem karstajiem Jupiteriem), kā arī salīdzinoši mazu planētu kompaktām sistēmām, piemēram, TRAPPIST-1 (6). Reizēm planētas pārvietojas pa ļoti ekscentriskām orbītām ap binārzvaigznēm, un ir arī "klejojošas" planētas, kuras, visticamāk, ir izmestas no jaunām sistēmām, brīvi peldot starpzvaigžņu tukšumā.

6. TRAPPIST-1 sistēmas planētu vizualizācija

Tādējādi ciešas līdzības vietā mēs redzam lielu dažādību. Ja tas notiek sistēmas līmenī, tad kāpēc eksoplanetu apstākļiem vajadzētu līdzināties visam, ko mēs zinām no tuvākās vides?

Un, ejot vēl zemāk, kāpēc hipotētiskās dzīvības formām vajadzētu būt līdzīgām mums zināmajām?

Super kategorija

Pamatojoties uz Keplera savāktajiem datiem, 2015. gadā NASA zinātnieks aprēķināja, ka mūsu galaktikai pašai ir miljards Zemei līdzīgu planētuI. Daudzi astrofiziķi ir uzsvēruši, ka tas bijis piesardzīgs aprēķins. Patiešām, turpmākie pētījumi ir parādījuši, ka Piena ceļš varētu būt mājvieta 10 miljardi Zemes planētu.

Zinātnieki nevēlējās paļauties tikai uz Keplera atrastajām planētām. Šajā teleskopā izmantotā tranzīta metode ir labāk piemērota lielu planētu (piemēram, Jupitera) noteikšanai nekā Zemes izmēra planētu noteikšanai. Tas nozīmē, ka Keplera dati, iespējams, nedaudz falsificē tādu planētu skaitu kā mūsējais.

Slavenais teleskops novēroja nelielus zvaigznes spilgtuma kritumus, ko izraisīja planēta, kas iet garām tai priekšā. Lielāki objekti saprotami bloķē vairāk gaismas no savām zvaigznēm, padarot tās vieglāk pamanāmas. Keplera metode bija vērsta uz mazām, nevis spožākajām zvaigznēm, kuru masa bija aptuveni viena trešdaļa no mūsu Saules masas.

Keplera teleskops, lai gan ne pārāk labi spēj atrast mazās planētas, atrada diezgan lielu skaitu tā saukto superzemju. Tā sauc eksoplanetas, kuru masa ir lielāka par Zemi, bet daudz mazāka par Urānu un Neptūnu, kas ir attiecīgi 14,5 un 17 reizes smagāki par mūsu planētu.

Tādējādi termins "superzeme" attiecas tikai uz planētas masu, kas nozīmē, ka tas neattiecas uz virsmas apstākļiem vai apdzīvojamību. Ir arī alternatīvs termins "gāzes punduri". Pēc dažu domām, tas var būt precīzāks objektiem masu skalas augšējā daļā, lai gan biežāk tiek lietots cits termins - jau minētais "mini-Neptūns".

Tika atklātas pirmās superzemes Aleksandrs Volščans i Dalea Fraila apkārt pulsar PSR B1257+12 1992. gadā. Sistēmas divas ārējās planētas ir poltergeystu fobetor - to masa ir apmēram četras reizes lielāka par Zemes masu, kas ir pārāk maza, lai būtu gāzes milži.

Pirmo superzemi ap galvenās kārtas zvaigzni ir identificējusi komanda, kuru vadīja Eugenio upey 2005. gadā. Tas griežas apkārt Gliese 876. lpp un saņēma apzīmējumu Gliese 876 d (Agrāk šajā sistēmā tika atklāti divi Jupitera izmēra gāzes giganti). Tā aprēķinātā masa ir 7,5 reizes lielāka par Zemes masu, un apgriezienu periods ap to ir ļoti īss, apmēram divas dienas.

Super-Earth klasē ir vēl karstāki objekti. Piemēram, atklāts 2004. gadā 55 Kankri ir, kas atrodas četrdesmit gaismas gadu attālumā, riņķo ap savu zvaigzni visīsākajā ciklā no jebkuras zināmās eksoplanētas - tikai 17 stundas un 40 minūtes. Citiem vārdiem sakot, gads 55 Cancri e aizņem mazāk nekā 18 stundas. Eksoplaneta riņķo aptuveni 26 reizes tuvāk savai zvaigznei nekā Merkurs.

Zvaigznes tuvums nozīmē, ka 55 Cancri e virsma ir kā domnas iekšpuse, kuras temperatūra ir vismaz 1760°C! Jaunie novērojumi no Spicera teleskopa liecina, ka 55 Cancri e masa ir 7,8 reizes lielāka un rādiuss nedaudz vairāk nekā divas reizes pārsniedz Zemes masu. Špicera rezultāti liecina, ka apmēram piektdaļu no planētas masas vajadzētu veidot elementiem un viegliem savienojumiem, tostarp ūdenim. Šajā temperatūrā tas nozīmē, ka šīs vielas atrastos "superkritiskā" stāvoklī starp šķidrumu un gāzi un varētu atstāt planētas virsmu.

Taču superzemes ne vienmēr ir tik mežonīgas. Pagājušā gada jūlijā starptautiska astronomu komanda, kas izmantoja TESS, atklāja jaunu šāda veida eksoplanetu Hidras zvaigznājā, kas atrodas aptuveni trīsdesmit viena gaismas gada attālumā no Zemes. Vienums atzīmēts kā GJ 357 d (7) divas reizes lielāks par Zemes diametru un sešas reizes lielāks par masu. Tas atrodas zvaigžņu dzīvojamā rajona ārējā malā. Zinātnieki uzskata, ka uz šīs superzemes virsmas var būt ūdens.

viņa teica Diāna Kosakovskaun zinātniskais līdzstrādnieks Maksa Planka Astronomijas institūtā Heidelbergā, Vācijā.

7. Planet GJ 357 d - vizualizācija

Sistēma, kas riņķo ap pundurzvaigzni, kas ir aptuveni viena trešdaļa no mūsu Saules izmēra un masas un par 40% aukstāka, tiek papildināta ar sauszemes planētām. GJ 357 b un vēl viena super zeme GJ 357 s. Sistēmas pētījums tika publicēts 31. gada 2019. jūlijā žurnālā Astronomy and Astrophysics.

Pagājušā gada septembrī pētnieki ziņoja, ka jaunatklātā superzeme, kas atrodas 111 gaismas gadu attālumā, ir "labākā pašlaik zināmā biotopa kandidāte". 2015. gadā atklāja Keplera teleskops. K2-18b (8) ļoti atšķiras no mūsu mājas planētas. Tā masa ir vairāk nekā astoņas reizes lielāka, kas nozīmē, ka tas ir vai nu ledus gigants, piemēram, Neptūns, vai akmeņaina pasaule ar blīvu, ar ūdeņradi bagātu atmosfēru.

K2-18b orbīta atrodas septiņas reizes tuvāk zvaigznei nekā Zemes attālums no Saules. Tomēr, tā kā objekts riņķo ap tumši sarkanu M punduri, šī orbīta atrodas dzīvībai potenciāli labvēlīgā zonā. Sākotnējie modeļi paredz, ka temperatūra uz K2-18b svārstās no -73 līdz 46°C, un, ja objektam ir aptuveni tāda pati atstarošanas spēja kā Zemei, tā vidējai temperatūrai vajadzētu būt līdzīgai mūsu temperatūrai.

– preses konferencē sacīja Londonas Universitātes koledžas astronoms, Andželoss Ciarass.

Ir grūti līdzināties Zemei

Zemes analogs (saukts arī par Zemes dvīņu planētu vai Zemei līdzīgu planētu) ir planēta vai mēness, kuras vides apstākļi ir līdzīgi tiem, kas sastopami uz Zemes.

Līdz šim atklātās tūkstošiem eksoplanetu zvaigžņu sistēmu atšķiras no mūsu Saules sistēmas, apstiprinot t.s. retzemju hipotēzeI. Tomēr filozofi norāda, ka Visums ir tik milzīgs, ka kaut kur ir jābūt planētai, kas ir gandrīz identiska mūsu planētai. Iespējams, ka tālā nākotnē būs iespējams izmantot tehnoloģiju, lai mākslīgi iegūtu Zemes analogus ar tā saukto. . Šobrīd modē daudzteoriju teorija tie arī liek domāt, ka zemes līdzinieks varētu pastāvēt citā Visumā vai pat būt cita Zemes versija paralēlajā Visumā.

2013. gada novembrī astronomi ziņoja, ka, pamatojoties uz Keplera teleskopa un citu misiju datiem, Saulei līdzīgu zvaigžņu un sarkano punduru apdzīvojamajā zonā Piena Ceļa galaktikā varētu atrasties līdz pat 40 miljardiem Zemes lieluma planētu.

Statistiskais sadalījums parādīja, ka tuvāko no tiem var noņemt no mums ne vairāk kā divpadsmit gaismas gadus. Tajā pašā gadā tika apstiprināts, ka vairāki Keplera atklātie kandidāti, kuru diametrs ir mazāks par 1,5 reizēm par Zemes rādiusu, ir apdzīvojamajā zonā riņķojošas zvaigznes. Tomēr tikai 2015. gadā tika paziņots pirmais zemei ​​tuvs kandidāts - egzoplanetę Kepler-452b.

Varbūtība atrast Zemes analogu galvenokārt ir atkarīga no īpašībām, kurām vēlaties līdzināties. Standarta, bet ne absolūtie apstākļi: planētas izmērs, virsmas gravitācija, cilmes zvaigznes izmērs un tips (t.i., saules analogs), orbītas attālums un stabilitāte, aksiālais slīpums un rotācija, līdzīga ģeogrāfija, okeānu klātbūtne, atmosfēra un klimats, spēcīga magnetosfēra. .

Ja tur pastāvētu sarežģīta dzīvība, meži varētu segt lielāko planētas virsmas daļu. Ja pastāvētu saprātīga dzīvība, dažas teritorijas varētu urbanizēt. Tomēr precīzu analoģiju meklēšana ar Zemi var būt maldinoša ļoti specifisku apstākļu dēļ uz Zemes un tās apkārtnē, piemēram, Mēness esamība ietekmē daudzas parādības uz mūsu planētas.

Planētu apdzīvojamības laboratorija Puertoriko Universitātē Arecibo nesen izveidoja Zemes analogu kandidātu sarakstu (9). Visbiežāk šāda veida klasifikācija sākas ar izmēru un masu, taču tas ir iluzors kritērijs, ņemot vērā, piemēram, mums tuvo Venēru, kas ir gandrīz tikpat liela kā Zeme un kādi apstākļi uz tās valda. , tas ir zināms.

9. Daudzsološas eksoplanētas - potenciālie Zemes analogi, saskaņā ar Planētu apdzīvojamības laboratoriju

Vēl viens bieži pieminēts kritērijs ir tāds, ka Zemes analogam ir jābūt līdzīgai virsmas ģeoloģijai. Tuvākie zināmie piemēri ir Marss un Titāns, un, lai gan ir līdzības topogrāfijas un virsmas slāņu sastāva ziņā, pastāv arī būtiskas atšķirības, piemēram, temperatūra.

Galu galā daudzi virsmas materiāli un zemes formas rodas tikai mijiedarbības rezultātā ar ūdeni (piemēram, māliem un nogulumiežiem) vai kā dzīvības blakusprodukts (piemēram, kaļķakmens vai ogles), mijiedarbības ar atmosfēru, vulkāniskās aktivitātes rezultātā. vai cilvēka iejaukšanās.

Tādējādi līdzīgos procesos ir jārada īsts Zemes analogs, kam ir atmosfēra, vulkāni, kas mijiedarbojas ar virsmu, šķidrs ūdens un kāda veida dzīvība.

Atmosfēras gadījumā tiek pieņemts arī siltumnīcas efekts. Visbeidzot, tiek izmantota virsmas temperatūra. To ietekmē klimats, ko savukārt ietekmē planētas orbīta un rotācija, un katrs no tiem ievieš jaunus mainīgos.

Vēl viens kritērijs ideālam dzīvības dodošās zemes analogam ir tāds, ka tam ir jābūt orbītā ap saules analogu. Tomēr šo elementu nevar pilnībā attaisnot, jo labvēlīga vide spēj nodrošināt daudzu dažādu zvaigžņu lokālu izskatu.

Piemēram, Piena ceļā lielākā daļa zvaigžņu ir mazākas un tumšākas par Sauli. Viens no tiem tika minēts iepriekš TRAPPIST-1, atrodas 10 gaismas gadu attālumā Ūdensvīra zvaigznājā un ir aptuveni 2 reizes mazāks un 1. reizi mazāk spožs nekā mūsu Saule, bet tās apdzīvojamajā zonā ir vismaz sešas sauszemes planētas. Šie apstākļi var šķist nelabvēlīgi mūsu pazīstamajai dzīvei, taču TRAPPIST-XNUMX, visticamāk, mums priekšā ir ilgāks mūžs nekā mūsu zvaigznei, tāpēc dzīvei tur vēl ir pietiekami daudz laika attīstīties.

Ūdens klāj 70% no Zemes virsmas un tiek uzskatīts par vienu no dzelzs nosacījumiem mums zināmo dzīvības formu pastāvēšanai. Visticamāk, ūdens pasaule ir planēta Kepler-22b, kas atrodas saulei līdzīgas zvaigznes apdzīvojamajā zonā, bet ir daudz lielāka par Zemi, tās faktiskais ķīmiskais sastāvs joprojām nav zināms.

2008. gadā vadīja astronoms Miķela Meiereun no Arizonas Universitātes kosmisko putekļu pētījumi jaunizveidotu zvaigžņu, piemēram, Saules tuvumā, liecina, ka 20 līdz 60% Saules analogu mums ir pierādījumi par akmeņainu planētu veidošanos procesos, kas ir līdzīgi tiem, kas izraisīja veidošanos. no Zemes.

Jo 2009 pilsētā Alans Boss no Kārnegija Zinātņu institūta ierosināja, ka Piena Ceļš var pastāvēt tikai mūsu galaktikā 100 miljardi zemei ​​līdzīgu planētuh.

2011. gadā NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), arī pamatojoties uz Keplera misijas novērojumiem, secināja, ka aptuveni 1,4 līdz 2,7% no visām saulei līdzīgām zvaigznēm vajadzētu riņķot ap Zemes izmēra planētām apdzīvojamās zonās. Tas nozīmē, ka Piena Ceļa galaktikā vien varētu būt 2 miljardi galaktiku, un, pieņemot, ka šis aprēķins attiecas uz visām galaktikām, novērojamajā Visumā varētu būt pat 50 miljardi galaktiku. 100 kvintiljoni.

2013. gadā Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centrs, izmantojot papildu Keplera datu statistisko analīzi, ierosināja, ka ir vismaz 17 miljardi planētu Zemes izmēri - neņemot vērā to atrašanās vietu dzīvojamos rajonos. 2019. gadā veikts pētījums atklāja, ka Zemes lieluma planētas varētu riņķot ap vienu no sešām saulei līdzīgām zvaigznēm.

Raksts pēc līdzības

Zemes līdzības indekss (ESI) ir ieteicamais mērs planētas objekta vai dabiskā pavadoņa līdzībai Zemei. Tas tika izstrādāts skalā no nulles līdz vienam, un Zemei tika piešķirta viena vērtība. Parametrs ir paredzēts, lai atvieglotu planētu salīdzināšanu lielās datu bāzēs.

ESI, kas tika ierosināts 2011. gadā žurnālā Astrobiology, apvieno informāciju par planētas rādiusu, blīvumu, ātrumu un virsmas temperatūru.

Vietni uztur viens no 2011. gada raksta autoriem, Ābla Mendesa no Puertoriko universitātes, sniedz savus indeksu aprēķinus dažādām eksoplanetu sistēmām. ESI Mendesa tiek aprēķināta, izmantojot formulu, kas parādīta 10. ilustrācijakur x_i viņiem_i0 ir ārpuszemes ķermeņa īpašības attiecībā pret Zemi, v_i katra īpašuma svērtais eksponents un kopējais rekvizītu skaits. Tā tika uzcelta uz bāzes Breja-Kērtisa līdzības indekss.

Katram īpašumam piešķirtais svars, w_i, ir jebkura opcija, ko var atlasīt, lai izceltu noteiktas funkcijas pār citiem vai sasniegtu vēlamo indeksa vai ranga slieksni. Tīmekļa vietne arī klasificē to, ko tā raksturo kā iespēju dzīvot uz eksoplanētām un ekso-mēnešiem, saskaņā ar trim kritērijiem: atrašanās vieta, ESI un ierosinājums par iespēju saglabāt organismus barības ķēdē.

Rezultātā, piemēram, tika parādīts, ka otrs lielākais ESI Saules sistēmā pieder Marsam un ir 0,70. Dažas no šajā rakstā uzskaitītajām eksoplanetām ​​pārsniedz šo skaitli, un dažas ir nesen atklātas Tigarden b tai ir augstākais ESI no visām apstiprinātajām eksoplanetām — 0,95.

Kad mēs runājam par Zemei līdzīgām un apdzīvojamām eksoplanetām, mēs nedrīkstam aizmirst apdzīvojamu eksoplanētu vai satelītu eksoplanetu iespējamību.

Jebkuru dabisko ekstrasolāro pavadoņu esamība vēl ir jāapstiprina, taču 2018. gada oktobrī prof. Deivids Kipings paziņoja par potenciāla eksomēness atklāšanu, kas riņķo ap objektu Kepler-1625b.

Uz lielām Saules sistēmas planētām, piemēram, Jupiteram un Saturnam, ir lieli pavadoņi, kas dažos aspektos ir dzīvotspējīgi. Līdz ar to daži zinātnieki ir ierosinājuši, ka lielām ekstrasolārām planētām (un binārajām planētām) var būt līdzīgi lieli, potenciāli apdzīvojami pavadoņi. Pietiekamas masas mēness spēj uzturēt Titānam līdzīgu atmosfēru, kā arī šķidru ūdeni uz virsmas.

Šajā ziņā īpaši interesantas ir masīvas ārpussolārās planētas, par kurām zināms, ka tās atrodas apdzīvojamajā zonā (piemēram, Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b un HD 37124 c), jo tām var būt dabiskie pavadoņi ar šķidru ūdeni uz virsmas.

Dzīve ap sarkanu vai baltu zvaigzni?

Apbruņojušies ar gandrīz divus gadu desmitus ilgus atklājumus eksoplanetu pasaulē, astronomi jau ir sākuši veidot priekšstatu par to, kā varētu izskatīties apdzīvojama planēta, lai gan lielākā daļa ir koncentrējušies uz to, ko mēs jau zinām: Zemei līdzīgu planētu, kas riņķo ap dzeltenu punduri līdzīgu. mūsējie. Saule, kas klasificēta kā G tipa galvenās secības zvaigzne. Un kā ar mazākajām sarkanajām M zvaigznēm, kuru mūsu Galaktikā ir daudz vairāk?

Kādas būtu mūsu mājas, ja tās riņķotu ap sarkano punduri? Atbilde ir nedaudz līdzīga Zemei un lielākoties nav līdzīga Zemei.

No šādas iedomātas planētas virsmas mēs vispirms redzētu ļoti lielu sauli. Šķiet, ka pusotras līdz trīs reizes vairāk nekā tas, kas mums ir mūsu acu priekšā, ņemot vērā orbītas tuvumu. Kā norāda nosaukums, saule mirdzēs sarkanā krāsā, pateicoties tās vēsākai temperatūrai.

Sarkanie punduri ir divreiz siltāki par mūsu Sauli. Sākumā šāda planēta Zemei var šķist nedaudz sveša, taču ne šokējoša. Reālās atšķirības kļūst acīmredzamas tikai tad, kad mēs saprotam, ka lielākā daļa šo objektu rotē sinhroni ar zvaigzni, tāpēc viena puse vienmēr ir vērsta pret savu zvaigzni, tāpat kā mūsu Mēness pret Zemi.

Tas nozīmē, ka otra puse paliek patiešām tumša, jo tai nav pieejams gaismas avots – atšķirībā no Mēness, kuru no otras puses nedaudz apgaismo Saule. Faktiski vispārējs pieņēmums ir tāds, ka planētas daļa, kas palika mūžīgā dienas gaismā, izdegs, un tā, kas iegrimusi mūžīgajā naktī, sasaltu. Tomēr... tam tā nevajadzētu būt.

Astronomi gadiem ilgi izslēdza sarkano punduru reģionu kā Zemes medību vietu, uzskatot, ka planētas sadalīšana divās pilnīgi atšķirīgās daļās nevienu no tām nepadarīs neapdzīvojamas. Tomēr daži atzīmē, ka atmosfēras pasaulēm būs īpaša cirkulācija, kas izraisīs biezu mākoņu uzkrāšanos saulainā pusē, lai novērstu intensīvu starojumu, kas sadedzina virsmu. Cirkulējošās strāvas arī sadalītu siltumu pa visu planētu.

Turklāt šis atmosfēras sabiezējums varētu nodrošināt svarīgu dienas aizsardzību pret citiem radiācijas apdraudējumiem. Jaunie sarkanie punduri ir ļoti aktīvi savas darbības pirmajos miljardos gadu, izstaro uzliesmojumus un ultravioleto starojumu.

Biezie mākoņi, visticamāk, aizsargās potenciālo dzīvību, lai gan hipotētiskie organismi, visticamāk, slēpjas dziļi planētu ūdeņos. Faktiski mūsdienu zinātnieki uzskata, ka starojums, piemēram, ultravioletā diapazonā, netraucē organismu attīstību. Galu galā agrīnā dzīvība uz Zemes, no kuras cēlušies visi mums zināmie organismi, tostarp homo sapiens, attīstījās spēcīga UV starojuma apstākļos.

Tas atbilst apstākļiem, kas pieņemti uz tuvākās mums zināmās Zemei līdzīgās eksoplanētas. Kornela universitātes astronomi saka, ka dzīvība uz Zemes ir piedzīvojusi spēcīgāku starojumu, nekā zināms Proxima-b.

Proxima-b, kas atrodas tikai 4,24 gaismas gadu attālumā no Saules sistēmas un tuvākās mums zināmās Zemei līdzīgās akmeņainās planētas (lai gan mēs par to gandrīz neko nezinām), saņem 250 reizes vairāk rentgenstaru nekā Zeme. Uz tās virsmas var rasties arī letāls ultravioletā starojuma līmenis.

Tiek uzskatīts, ka Proksima b līdzīgi apstākļi pastāv TRAPPIST-1, Ross-128b (gandrīz vienpadsmit gaismas gadu attālumā no Zemes Jaunavas zvaigznājā) un LHS-1140 b (četrdesmit gaismas gadu attālumā no Zemes Cetus zvaigznājā). sistēmas.

Citi pieņēmumi attiecas uz potenciālo organismu parādīšanās. Tā kā tumši sarkans punduris izstaro daudz mazāk gaismas, pastāv hipotēze, ka, ja planēta, kas riņķo ap to, atrastu organismus, kas atgādina mūsu augus, tiem fotosintēzei būtu jāuzņem gaisma daudz plašākā viļņu garuma diapazonā, kas nozīmētu, ka “eksoplanetas” varētu mūsuprāt ir gandrīz melns (Skatīt arī: ). Tomēr šeit ir vērts apzināties, ka uz Zemes ir pazīstami arī augi ar citu krāsu, nevis zaļu, kas absorbē gaismu nedaudz savādāk.

Pēdējā laikā pētniekus ieinteresējusi cita objektu kategorija – Zemei pēc izmēra līdzīgie baltie punduri, kas strikti nav zvaigznes, bet rada ap sevi samērā stabilu vidi, izstaro enerģiju miljardiem gadu, kas padara tos par intriģējošiem mērķiem. eksoplanetārie pētījumi. .

To mazais izmērs un līdz ar to lielais iespējamās eksoplanetas tranzīta signāls ļauj novērot potenciālo akmeņaino planētu atmosfēru, ja tāda ir, ar jaunās paaudzes teleskopiem. Astronomi vēlas izmantot visas uzbūvētās un plānotās observatorijas, tostarp Džeimsa Veba teleskopu, sauszemes Īpaši liels teleskopskā arī nākotne izcelsmi, HabEx i LUVUĀRSja tās rodas.

Šajā brīnišķīgi augošajā eksoplanetu izpētes, izpētes un izpētes jomā ir viena problēma, kas šobrīd ir nenozīmīga, taču ar laiku tā var kļūt aktuāla. Nu, ja, pateicoties arvien modernākiem instrumentiem, mums beidzot izdosies atklāt eksoplanetu - Zemes dvīni, kas atbilst visām sarežģītajām prasībām, piepildīta ar ūdeni, gaisu un temperatūru, un šī planēta izskatīsies “brīva” , tad bez tehnoloģijām, kas ļauj uz turieni aizlidot kaut kādā saprātīgā laikā, apzinoties, ka tas var būt mocības.

Bet, par laimi, mums tādas problēmas vēl nav.