У пошуках землі обітованої: що таке екзопланети (фото)

Зовсім недавно орбітальний телескоп "Кеплер", який наполегливо шукає нове місце існування для людства, передав на Землю чергову радісну звістку: знайшлася планета, ніби як підходяща для життя. Як шукають землеподобні світи і скільки їх вже нарахували.

Погана новина: немає у нас поки можливості покинути Сонячну систему. Мало того – навіть на нещасний Місяць, до якого раз плюнути, ніхто не летить. Тому все те, про що ми розповімо і покажемо нижче – це як цукерка за товстим броньованим склом в укріпленому замку, за ровом, оточеним крокодилами і піраньями, посеред острова в океані з лави. Тільки ще далі, небезпечніше і неімовірніше.

Але все це не заважає радіти кожен раз, коли НАСА заявляє: хлопці, ми відкрили Землю-2! І нова Земля-2 – земліша, ніж інші Землі-2, які ми відкривали до цього. І мріяти про той день, коли людство знайде лазівку в суворих, як старі даішники, законах фізики, що обмежили пересування по Всесвіту швидкістю світла. А поки нам залишається тільки милуватися нововідкритими світами.

ТРОХИ ІСТОРІЇ

У 1609 році німецький математик, астроном і оптик Йоганн Кеплер публікує "Нову астрономію", в якій виводить основні закони руху планет: еліптична орбіта, зниження швидкості руху планети по мірі віддаленості від центру (зірки) і постійна константа відносини куба середнього видалення тіла від зірки до квадрату періоду її обігу. Ця робота стала знаковою для людства (натомість, як і багато вчених, Кеплер отримав жебрацьке існування, а його матір навіть звинуватили в чаклунстві і некромантії і залишається такою досі – всі планети Всесвіту рухаються за законами, які німецький геній вивів емпірично.

У 1855 році капітан Джейкоб, астроном Мадрасскої обсерваторії, повідомив про "високу ймовірність існування планетарного тіла в подвійній системі 70 Змієносця". Зараз наука каже, що ніякої планетної системи там немає і бути не може. Проте це перший випадок, коли люди заговорили про планети біля інших зірок.

Через більше ста років, наприкінці 1980-х, астрономи почали шукати планети за допомогою високоточних спектрометрів, і в 1988 році канадці Кемпбелл, Уолкер і Янг знайшли таку у оранжевого субгіганта Гамма Цефея А.

І, нарешті, в 2011 році телескоп Кеплера виявив першу землеподібну планету – Kepler 22b.

Кеплер вивів закони руху.

МЕТОДИ ПОШУКУ ЗЕМЛЕПЛАНЕТ

Метод Доплера.Планета, обертаючись навколо зірки, розгойдує її, і ми можемо спостерігати зсув спектра. Так можна виявити планети в два-три рази більші Землі, які обертаються близько, і планети-гіганти.

Транзитний метод. Коли планета проходить на тлі зірки, її світність зменшується. Так можна визначити розміри планети, а в поєднанні з методом Доплера – її щільність, наявність і склад атмосфери. Проблема в тому, що орбіта повинна лежати в одній площині з спостерігачем.

Метод гравітаційного мікролінзування. Тут трохи складніше. Між спостережуваним об'єктом і земним спостерігачем повинна знаходитися інша зірка, яка стає лінзою, що фокусує своєю гравітацією світло спостережуваної системи. Допомагає знаходити планети малої маси як земна.

Астрометричні метод.Під гравітаційним впливом планети зірка змінює власний рух, планета ніби штовхає або притягує її.

Радіоспостереження пульсарів. Якщо навколо пульсара обертаються планети, то його сигнал починає коливатися. Спрямовані пучки випромінювання утворюють конічні поверхні в просторі, а з Землі можна це випромінювання зареєструвати.

Пряме спостереження.Планету можна вивідати і так. Правда, не кожну. Для цього потрібно якимось чином ізолювати її від світла зірки, тому краще всього він спрацьовує з гарячими і віддаленими планетами. Так вивчають системи молодих зірок.

ХТО ШУКАЄ НОВИЙ ДІМ

НА ОРБІТІ

COROT.30-сантиметровий космічний телескоп Європейського космоагентства. Знімає викривлення блиску зірок під час проходження планет.

"Кеплер". Космічний телескоп НАСА. Він відстежує 100 тисяч зірок одночасно, спостерігаючи за змінами їх яскравості під час проходження планет.

GAIA. Космічна обсерваторія, яка будує тривимірну карту галактики. Паралельно шукає планети.

СТАРТУЮТЬ

TESS. Космічний телескоп, який буде оглядати все небо в пошуках екзопланет. Стартує в 2017 році.

ECHO. Космічний телескоп зі спектрометром Європейського космоагентства, який повинен стартувати в 2022 році.

ATLAST. Найбільш амбітний проект НАСА, який буде шукати життя у Всесвіті. Стартує в 2029 році.

НА ЗЕМЛІ

SuperWASP.Проект, розкиданий по двох обсерваторіях – Роке де лос Мучачос на острові Пальма (Канарські острови), і Південноафриканській астрономічній обсерваторії. Кожна складається з восьми ширококутних автоматичних телескопів. Спостерігає за яскравістю. HATNet. Мережа з шести автоматичних телескопів. З них чотири знаходяться на території обсерваторії Фреда Лоуренса (Арізона), ще два – в Смітсонівської астрофізичної обсерваторії на Гаваях. Спостерігає за яскравістю.

HARPS. Надточний спектрограф в обсерваторії Ла-Силья в Чилі. Шукає планети по викривленню блиску зірок.

ОСЕРВАТОРІЯ КЕКА.Знаходиться в Чилі і складається з двох найбільших у світі дзеркальних телескопів. Шукає викривлення блиску зірок.

ВИЗНАЧАЄМО "ПРАВИЛЬНУ" ЗЕМЛЮ.

Існує кілька індексів, за якими визначається придатність планети для проживання. Всі вони в цілому логічні і зрозумілі.

Спочатку щойно відкриту планету тестують на "землеподібну". Для цього вивчається кілька факторів: по-перше, відстань до зірки. Занадто близько – занадто жарко: буде та ж Венера, де непридатна атмосфера. Занадто далеко – холодно: буде той же Марс. Далі – наявність рідкої води. Температура на поверхні. Наявність атмосфери. Гравітація. І так далі.

Поки в індексі землеподобія з усіх відкритих світів є лише 16 відповідних для нас з вами – та й то за умови, що там не розвинулися якісь злісні мікроорганізми, що вбивають вуглецеві форми життя. Втім, дізнатися про це можна тільки одним способом – діставшись туди і перевіривши все на місці. На жаль, зараз у нас немає ні найменшої можливості це зробити. Звичайно, є деякі проекти. Деякі фантастичні – як двигун, здатний помістити корабель в міхур, на який не впливають закони фізики, або проколу простору за допомогою чорної діри. Деякі більш реалістичні – як приміщення космонавтів в анабіоз на весь час польоту.

ЛІДЕРИ ІНДЕКСУ ПОДОБИ ЗЕМЛІ

Kepler-438 b

Ця екзопланета крутиться навколо зірки Kepler-438 в сузір'ї Ліра. Відкрили її 6 січня 2015 року. Відстань від Сонця – 470 світлових років. Материнська зірка – червоний карлик, який наполовину менше Сонця, а сама планета більше нашої на 12%. За багатьма параметрами вона нагадує Землю. Мало того – вона знаходиться в потрібній області своєї зоряної системи, а значить, отримує рівно стільки тепла, скільки потрібно для зародження та існування життя.

Kepler-442 b

Ця екзопланета крутиться навколо зірки Kepler-442. Знаходиться на відстані 1120 світлових років від Сонця. Вона більше Землі в 1,3 рази і знаходиться в тій області своєї системи, де умови близькі до земних. Вчені вважають, що на планеті є рідка вода, температура на її поверхні близька до прийнятної для зародження життя, а поверхня переважно покрита скелями.

Kepler-62 e

Четверта за віддаленості екзопланета зірки Kepler-62 в сузір'ї Ліра – на відстані 1200 світлових років від нас. Вона, як і її "братик" Kepler-62 f, може бути на ній. Планета в півтора рази більша за Землю, а значить, на думку вчених, здатна утримати атмосферу. До того ж вчені вважають, що ця планета може бути повністю покрита океаном. Планета Kepler-62 e була відкрита в 2013 році разом з іншими планетами Kepler-62 f і Kepler-62 b біля оранжевого карлика.

Kepler-452 b

Власне, "винуватець торжества" – "Земля-2", "самий недосяжний курорт – тренажерний зал у Всесвіті". Про її відкриття в НАСА заявили 23 липня 2015 року. Спочатку все вирішили туди летіти, але потім дізналися, що вона знаходиться в 1402 світлових роках, і радості вщухли. Але "булочок" незрівнянно багато. По-перше, її зірка – такий же жовтий карлик, як і наше Сонце, тільки трохи більше. По-друге, рік там триває 385 днів. По-третє, швидше за все, там є вода. По-четверте, вона знаходиться на оптимальному видаленні від своєї зірки. Все це дає надію на те, що там можливе рослинне життя і – ура! – Фотосинтез. А значить, повітря її придатне для дихання. Геологи кажуть, правда, що поверхня покрита скелями і, ймовірно, вулканами. Ще один мінус – гравітація: цей Kepler на 63% більше Землі, тому сила тяжіння там в два рази перевищує земну.

Gliese 667 C С

Друга екзопланета зірки Gliese 667 C в потрійній системі Gliese 667. Знаходиться майже поруч – всього в 22,7 світлових роках. Зірка – червоний карлик, а її орбітальний період – 28,1 земних діб. Моделювання показало, що середня температура на ній становить близько 27 градусів. Майже напевно встановлено, втім, що вона повернена до зірки тільки однією стороною, на другій же панує вічна ніч. Парниковий ефект, створюваний щільною атмосферою, створює комфортні умови для примітивних форм життя.

ПРОГУЛЯНКА ПО ВСЕСВІТУ

Kepler 36b

Ця планета в півтора рази більше Землі, і в неї є злісна "старша сестра" – Kepler 36c. Кожні 97 днів цей газовий гігант проходить повз і своїм гравітаційним полем влаштовує "молодшій" справжню кару, перетворюючи її на місиво з землетрусів і вивержень вулканів. То ще видовище!

Kic 12557548b

Тут в якості ката виступає зірка. Планета облітає її за 16 годин, а це означає, що температура на ній пекельна. В результаті вся поверхня кипить, а атмосфера складається з порошкоподібної гірської породи. Але і цього мало: на ній постійно вивергаються вулкани, викидаючи в космос попелястий хвіст.

HD 189733b

Красива синя планета. Так мирно, красиво, схоже на Землю. Ага. Температура на поверхні планети – приблизно така ж, як в жерлі вулкана. А атмосфера складається з частинок кремнію. Додайте до цього епічні урагани – і отримаєте цілі торнадо зі скла на поверхні, які рухаються зі швидкістю 6500 км/год.

Fomalgaut b

Молоду зірку Фомальгаут прозвали "оком Саурона" через космічне сміття, яке витає навколо неї. У всьому цьому мотлоху і літає планета. Вона розміром з Юпітер, і носиться по справжньому звалищі, збираючи всі уламки і перетворюючись на палаючу кулю. Мало того: планета-сусід виштовхує її у відкритий космос.

Tres-2b

Це Найчорніша Планета Всесвіту. З відкритих, природно. Літає навколо зірки сузір'я Дракона і поглинає 99% світла, що падає на неї. Чому так – ніхто не знає. Може тому, що немає атмосфери, може, вона покрита світопоглинаючими частками. А може – саме там і знаходиться справжнісіньке пекло.