Планети - не єдина можливість, коли позаземне життя може бути приховане деінде
У нещодавно опублікованій статті Ендрю Нортон, віце-президент Королівського астрономічного товариства Великобританії, говорив про цю нову перспективу: можливість існування життя таким, яким ми його знаємо і яким, як ми очікуємо, існує в інших місцях Всесвіту. не тільки на планетах в інших сонячних системах, але і на супутниках цих планет.
Більшість виявлених до цього часу планет належать деяким сонячні системи, тобто вони обертаються навколо зірок (наприклад, Землі навколо Сонця), опинившись у пастці їх гравітаційного поля. Виявлені також рідкісні винятки - так звані "блукаючі" планети, які не обертаються навколо жодної зірки, а ходять навколо Всесвіту, але правило - це планети, які обертаються в порядку, на чітко визначених орбітах, навколо зірок.
У свою чергу, планети можуть мати навколо себе стабільні орбіти, природні супутники, або "супутники", таких як наш Місяць, природний супутник Землі, або Фобос і Деймос (місяці Марса), або Титан, Рея, Діона, Тетіс, Мімас, Енцелад, Япет (серед супутників Сатурна, якому більше 150 місяців і " супутники », з яких було названо 53), або Іо, Європа, Ганімед і Калісто, найбільший із 67 відомих супутників Юпітера (Ганімед - найбільший« місяць »у нашій Сонячній системі).
Планети, що обертаються навколо зірок, крім нашого Сонця, називаються позасонячні планети, або екзопланети, а їх природні супутники позначені цим терміном екзолуні.
Що потрібно небесному тілу, щоб бути "придатним для життя"?
Перша екзопланета була відкрита в 1995 році, і з тих пір було ідентифіковано близько 1800; далеко від нашої Сонячної системи, їх, звичайно, важко вивчити, але сучасні технології дозволяють досліджувати їх з певною мірою точністю. Наразі неможливо знати, чи є на них життя (ми не дізналися про Марс, планету поруч з нами, звідси, з тієї самої Сонячної системи), але можна підрахувати, чи могли б вони прийняти життя - більше саме якщо екзопланета знаходиться в побічна житлова ("придатна для проживання") територія, або, як його ще називають, Золотоволосий район.
Все починається з ідеї, що рідка вода незамінна на все життя, як ми це знаємо. Площа Золотистої є тією частиною простору на відстані від зірки, яка дозволяє існувати рідкій воді. - тобто не надто близько до зірки, тому що температури були б занадто високими, і вся вода випаровувалася б, і не надто далеко від зірки, бо тоді температури були б занадто низькими, а екзопланета - замерзлим світом. У вже цитованій статті Ендрю Нортон пояснює цю ідею, беручи як приклад планети з нашої Сонячної системи: Венера занадто близько до Сонця і занадто жарко, Марс занадто далеко і занадто холодно, але Земля знаходиться саме там, де вона повинна бути - там, де вона знаходиться ні занадто жарко, ні занадто холодно, просто добре жити. Площа Золотоволоски може відрізнятися між собою залежно від сонячної системи до іншої, залежно від того, наскільки великою і гарячою є центральна зірка системи.
Лише деякі з екзопланет, виявлених на даний момент, перебувають у зоні проживання щодо своєї зірки. Найбільш перспективним (якщо ви хочете "найбільш придатним для життя") видається Kepler-186f, який обертається навколо червоного карлика, маленької зірки з низькою температурою (звичайно для зірки), розташованої в сузір'я Лебада, за 500 світлових років від Землі. Кеплер-186f приблизно такого ж розміру, як Земля; він має період революції 130 днів і приблизно на такій же відстані від своєї зірки, як Меркурій від Сонця. У нашій Сонячній системі Меркурій знаходиться занадто близько до Сонця, щоб бути придатним для проживання, це гаряча і негостинна планета; але зірка системи Кеплер-186 набагато слабкіша за наше Сонце, тому екзопланета Кеплер-186f отримує від неї набагато менше світла та тепла. Насправді, експерти підрахували, що Кеплер-186f отримує приблизно третину енергії, яку Земля отримує від Сонця, тож вона була б придатною для проживання, але про межу.
- Але те, що це в районі Годілок, не означає, що на планеті багато води, цілих океанів. Клімат планети, пояснює Ендрю Нортон, набагато складніший, ніж ми можемо зробити висновок, виходячи виключно з відстані між планетою та її зіркою. Численні фактори в надзвичайно складних взаємозв’язках можуть впливати на клімат планети, про що свідчать зміни клімату Землі за час її існування - від тропічного клімату до крижаних льодовикових періодів. ціла планета.
- Крім того, недостатньо, щоб екзопланета знаходилася в зоні проживання, щоб мати придатну для життя поверхню. Багато з відкритих екзопланет належать до категорії так званих газових гігантів, таким чином нагадуючи "наш" Юпітер, складений переважно з газоподібних сполук, маючи дуже густу атмосферу, що створює величезний тиск на поверхню планети. Ні, у нашому нинішньому баченні можливості позаземного життя нам потрібне тверде небесне тіло, як Земля, з атмосферою, яка захищає і сприяє життю.
Якщо не планета, то що?
Ось тут починає формуватися нове бачення: якщо екзопланета в зоні проживання є типом газового гіганта, непридатним для життя, ми не змогли знайти поблизу нічого більш придатного, наприклад, "місяць" з цього місця.?
Нещодавні дослідження двох дослідників з Единбурзького університету Дункана Форгана та Вергілія Йотова, які проводили комп'ютеризоване математичне моделювання сонячних систем з планетами, які також мають природні супутники (враховуючи різні фактори, пов'язані з гравітацією, затемненнями, кількістю відбитого випромінювання екзопланет, факторів, що впливають на клімат їх супутників), свідчить про те, що і вибухи могли забезпечити сприятливі умови для життя.
На даний момент ми говоримо про екзолони гіпотетично (ви побачите далі, як ми з їх відкриттям); однак Дункан Форган і Вергілій Йотов, впевнені в точності своєї моделі, розділили за його допомогою гіпотетичні вигуки на кілька класів (придатні для життя, гарячі, крижані та мінливі); найбільш перспективними були б, звичайно, ті першої категорії, на яких, згідно з теоретичною моделлю дослідників, на більш ніж 10% поверхні була вода при температурі від 0 до 100 градусів (рідина, тобто), коливання навколо температури середній - малий.
Гарячі мали б постійні середні температури понад 100 градусів (занадто гарячі, ми кажемо, на все життя), а крижані були б занадто холодними, оскільки вони постійно замерзали; В обох випадках менше 10% площі було б придатним для проживання. Ті, хто належать до четвертої категорії, в принципі могли б бути в основному придатними для проживання, але розмір житлової площі з часом сильно змінювався.
Загалом, згідно з дослідженнями двох дослідників, клімат екзолонів був би набагато складнішим, ніж передбачали попередні дослідження; Однак важливо, щоб ця складність залишала місце для конкретної комбінації параметрів для формування набору умов, сприятливих для розвитку життя.
Зрештою, чому б і ні? Взявши в якості посилання те, що ми трохи знаємо - планети в нашій Сонячній системі - ми виявляємо, що у деяких з них є місяці, коли є рідка вода (навіть якщо інші умови здаються не надто привабливими для життя): дослідження показали, що Енцелад, його супутник Сатурн, там був би океан води, захований під товстою кіркою заморожених вуглеводнів, і експерти підозрюють, сповнені надії, що навіть в Європі, супутнику Юпітера, під льодом буде рідка вода. Тож це було б можливо
Світ, де є вода, навіть пов’язана з великою кількістю льоду, може бути придатним для життя; можуть існувати форми життя, здатні дуже добре витримати такі умови, і навіть складніші. Не забуваємо, що і на Землі є життя навіть у регіонах, дуже негостивних для людей, що є деякі живі істоти (так звані екстремофіли), стійкість та пристосованість яких до екстремальних умов просто вражають, наприклад, дивні тарпігради, настільки "важкі", що, здається, походять з іншого світу, з набагато суворішими умовами життя, ніж Земля.
Все, що нам потрібно зробити, це виявити деякі екзоліції ...
Два сонечка краще, ніж одне
Зовсім недавнє дослідження дає нам нову підказку про "придатність для життя" екзолонів.
На 223-му засіданні Американського астрономічного товариства, що відбулося кілька місяців тому, Пол Мейсон, астрофізик Техаського університету в Ель-Пасо, США, представив результати дослідження, заснованого на аналізі даних, зібраних космічним телескопом. Кеплера до NASA.
висновок? Вибухи з подвійних систем - у яких у центрі є дві зірки, а не одна, як це має наша Сонячна система - "частіше" приймають життя, ніж вигуки зі звичайних однозіркових сонячних систем..
Дві зірки в подвійних системах "заспокоюють" одна одну, послаблюють випромінювання і зоряні вітри один одного, створюючи тим самим більш спокійне, сприятливе середовище для життя і розширюючи житлову зону системи.
Молоді, дуже активні зірки обертаються з високою швидкістю, випромінюючи сильне випромінювання та зоряні вітри (потоки частинок), які впливають на придатність для життя екзопланет та екзолонів навколо них. Натомість у подвійній системі із зірками, близькими одна до одної, вони синхронізують своє обертання, що призводить до послаблення ефектів.
Бінарні системи можуть існувати в різних конфігураціях, залежно від типу зірок і відстані між ними. Модель Мейсона розглядає системи, що складаються з пар зірок, в яких кожна зірка обертається навколо іншої, обертаючись навколо неї протягом 10-60 земних днів, при цьому планета обертається по орбіті, що оточує обидві зірки. Такі системи називаються циркумбінарні системи. Дві зірки чинять одна на одну гравітаційні ефекти, які призводять до уповільнення швидкості обертання, що послаблює інтенсивність випромінювання та зоряного вітру. (Сильні зоряні вітри можуть "розсіювати" атмосферу планети або місяця, піддаючи це небесне тіло космічному випромінюванню, яке може перешкодити розвитку життя.)
Завдяки великій кількості світла і тепла від двох сонць системи, житлова зона «відсувається» ближче до краю системи (далі від центру, ніж це було б в одній зірковій системі), що пом’якшує ефекти. негативний вплив зірок на навколишні небесні тіла.
Таким чином, існування двох сонечків у системі суттєво змінює навколишнє середовище планети: якби у нашій Сонячній системі було два сонця замість одного, можливо, Венера все одно мала б воду і повітря і була б навіть придатні для проживання, і Сама Земля була б набагато іншою, ніж сьогодні: це була б вологіша планета, якби вона оберталася навколо двох сонць., - каже Пол Мейсон.
Наскільки ми близькі до пошуку екзолуну?
Якщо я з самого початку сказав, що дискусія про можливість позаземного життя на екзолонах поки що є лише на теоретичному рівні, це тому, що досі не було виявлено небесних тіл - або, принаймні, ми точно не знаємо, чи вони я виявив.
Однак перший крок був зроблений.
Нещодавно астрономи спостерігали небесне тіло, яке могло б бути екслунієм; її особа не підтверджена поза всяким сумнівом, але відкриття залишається, у будь-якому випадку, винятковим, принаймні тим, що воно відкриває нові перспективи у дослідженнях.
Коротше, ось як це було: астрономи виявили пару віддалених космічних об’єктів (які вони назвали системою MOA-2011-BLG-262), які могли б представляти або маленька тьмяна зірка, яка обертається навколо планети-гіганта, яка у 18 разів більша за Землю, або "блукаюча" планета, подібна до газового гіганта, у супроводі її місяця, твердого небесного тіла.
Дослідники, звичайно, були б щасливішими, дізнавшись, що це екзопланета та її Місяць - це було б приблизно перший екзолунум, відкритий людьми!-, але, як пояснив фахівець з NASA, Уес Трауб, хоча розрахунки дослідників, схоже, підтверджують гіпотезу про знищення, якщо врахувати, який сценарій є більш імовірним у природі, то рівновага схиляється до пари зірка + планета.
Астрономи з Університету Нотр-Дам, США, які зробили це відкриття, використовували техніку, яка називається "гравітаційна мікролінза", спостерігаючи за проходженням пари космічних об'єктів (найбільший знаходиться в площині, найближчій до обсерваторії на Землі), перед зіркою; гравітаційне поле небесного тіла, що супроводжує великий космічний об'єкт, відхиляє і змінює світло від зірки, виконуючи роль лінзи.
Вивчення цих просторових подій, в яких відбувається ефект лінзи, може виявити багато цікавої інформації про об'єкт у близькій площині; якщо це, наприклад, зірка, можна дізнатися, чи є навколо неї планета і наскільки велика планета відносно зірки.
У випадку з системою MOA-2011-BLG-262 астрономи змогли це зрозуміти більший об’єкт із найближчої площини супроводжувався значно меншим, який мав лише 0,05% маси більшого.
Але якими саме були два об’єкти - блукаюча планета + її місяць або маленька бліда зірка + її планета - вони не змогли з’ясувати, і ми ніколи не дізнаємось: ці „транзити”, які виграють від ефекту лінзи, є випадковими подіями, тому що астрономам пощастило зловити одного.
Але, як би випадково це не було, це спостереження, яке виявило кандидата на звання "першої екзолуції, відкритої людьми", є надзвичайно важливим: тепер фахівці чіткіше знають, на що слід звертати увагу та як виявити деякі екзолони. . І, як каже Девід Беннетт, дослідник, який керував дослідженням, "ми можемо очікувати таких несподіваних відкриттів".
Важливість, яку останнім часом набули екзоліони для астрономів, очевидна: окрім сучасних астрономічних спостережень, які можуть призвести до випадкового відкриття екзолюнії, програми, спеціально присвячені пошуку цих космічних об'єктів; наприклад, HEK - "Полювання на екзомоні з Кеплером" - зі своїм "штаб-квартирою" в Гарвардському університеті, США, аналізує дані, отримані космічним телескопом "Кеплер", намагаючись виявити ознаки існування екзолонів серед екстралонів, що виявляються телескопом.
На думку Ендрю Нортона, відкриття екзолунуса - це лише питання часу, і ймовірність того, що він знаходиться в зоні проживання зірки, є "досить високою". Важливо те, що ми розширили своє бачення і розширили наші пошуки; навіть якщо розширення дослідницького простору, яке тепер включає не лише екзопланети, але й їх природні супутники, здається, ускладнює ситуацію і доставляє астрономам більше клопоту, насправді це значно збільшує наші шанси на одне відкриття, за межами нашої Сонячної системи, той далекий світ, який виглядає настільки ж гостинним, таким же сприятливим для розквіту життя, як і наша рідна планета.