przesiąknięta ziemia

W styczniu 2020 roku NASA poinformowała, że ​​sonda kosmiczna TESS odkryła swoją pierwszą potencjalnie nadającą się do zamieszkania egzoplanetę wielkości Ziemi, krążącą wokół gwiazdy oddalonej o około 100 lat świetlnych.

Planeta jest częścią systemu TOI700 (TOI oznacza TESS Obiekty zainteresowania) to mała, stosunkowo chłodna gwiazda, czyli karzeł klasy widmowej M, w konstelacji Złotej Rybki, mający jedynie około 40% masy i rozmiarów naszego Słońca oraz połowę temperatury jego powierzchni.

Obiekt ma nazwę Do 700 d i jest jedną z trzech planet krążących wokół jej centrum, najdalej od niego, krążącą wokół gwiazdy co 37 dni. Znajduje się w takiej odległości od TOI 700, że teoretycznie byłby w stanie utrzymać na powierzchni wodę w stanie ciekłym, gdyby znajdował się w strefie mieszkalnej. Otrzymuje około 86% energii, którą nasze Słońce dostarcza Ziemi.

Jednak model środowiska stworzony przez naukowców na podstawie danych z satelity Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) wykazał, że TOI 700 d może zachowywać się zupełnie inaczej niż Ziemia. Ponieważ obraca się synchronicznie ze swoją gwiazdą (co oznacza, że ​​jedna strona planety jest zawsze oświetlona w dzień, a druga w ciemności), sposób, w jaki tworzą się chmury i wieje wiatr, może być dla nas nieco egzotyczny.

1. Porównanie Ziemi i TOI 700 d, z wizualizacją układu kontynentalnego Ziemi na egzoplanecie

Astronomowie potwierdzili swoje odkrycie przy pomocy NASA. Kosmiczny Teleskop Spitzera, który właśnie zakończył swoją działalność. Toi 700 została początkowo błędnie sklasyfikowana jako znacznie cieplejsza, co doprowadziło astronomów do przekonania, że ​​wszystkie trzy planety krążą zbyt blisko siebie i dlatego są zbyt gorące, aby mogło na nich istnieć życie.

Emily Gilbert, członek zespołu University of Chicago, powiedziała podczas prezentacji odkrycia. -

Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości narzędzia takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webbaktórą NASA planuje umieścić w kosmosie w 2021 roku, będą w stanie określić, czy planety posiadają atmosferę i będą mogli zbadać jej skład.

Naukowcy wykorzystali do tego oprogramowanie komputerowe hipotetyczna symulacja klimatu planeta TOI 700 d. Ponieważ nie wiadomo jeszcze, jakie gazy mogą znajdować się w jej atmosferze, testowano różne opcje i scenariusze, w tym warianty zakładające współczesną atmosferę ziemską (77% azotu, 21% tlenu, metanu i dwutlenku węgla), prawdopodobny skład Atmosfera ziemska 2,7 miliarda lat temu (głównie metan i dwutlenek węgla), a nawet atmosfera marsjańska (dużo dwutlenku węgla), która prawdopodobnie istniała tam 3,5 miliarda lat temu.

Na podstawie tych modeli stwierdzono, że jeśli atmosfera TOI 700 d zawiera kombinację metanu, dwutlenku węgla lub pary wodnej, planeta mogłaby nadawać się do zamieszkania. Teraz zespół będzie musiał potwierdzić te hipotezy za pomocą wspomnianego teleskopu Webba.

Jednocześnie symulacje klimatyczne przeprowadzone przez NASA pokazują, że zarówno atmosfera ziemska, jak i ciśnienie gazu nie są wystarczające, aby utrzymać na powierzchni wodę w stanie ciekłym. Gdybyśmy na TOI 700 d wyemitowali taką samą ilość gazów cieplarnianych jak na Ziemi, temperatura powierzchni nadal byłaby poniżej zera.

Symulacje przeprowadzone przez wszystkie uczestniczące zespoły pokazują, że klimaty planet wokół małych i ciemnych gwiazd, takich jak TOI 700, bardzo różnią się od tego, czego doświadczamy na naszej Ziemi.

Ciekawe wiadomości

Większość tego, co wiemy o egzoplanetach, czyli planetach krążących wokół Układu Słonecznego, pochodzi z kosmosu. Skanował niebo od 2009 do 2018 roku i odkrył ponad 2600 planet poza naszym Układem Słonecznym.

Następnie NASA przekazała pałeczkę odkrywczą sondzie TESS(2), wystrzelonej w przestrzeń kosmiczną w kwietniu 2018 r., w pierwszym roku jej działania, oraz dziewięćset niepotwierdzonym obiektom tego typu. W poszukiwaniu planet nieznanych astronomom obserwatorium przeczesuje całe niebo, widząc ich wystarczająco dużo 200. najjaśniejsze gwiazdy.

2. Satelita tranzytowy do badań egzoplanet

TESS wykorzystuje szereg systemów kamer szerokokątnych. Jest w stanie badać masę, rozmiar, gęstość i orbitę dużej grupy małych planet. Satelita działa zgodnie z metodą zdalne wyszukiwanie spadków jasności potencjalnie wskazujące tranzyty planet - przejście obiektów na orbicie przed twarzami ich gwiazd macierzystych.

Ostatnie miesiące to szereg niezwykle interesujących odkryć, dokonanych po części dzięki wciąż stosunkowo nowemu obserwatorium kosmicznemu, po części za pomocą innych instrumentów, w tym naziemnych. Na kilka tygodni przed naszym spotkaniem z bliźniaczką Ziemi pojawiła się informacja o odkryciu planety krążącej wokół dwóch słońc, zupełnie jak Tatooine z Gwiezdnych Wojen!

Planeta TOI 1338 r znalezione tysiąc trzysta lat świetlnych stąd, w konstelacji Artysty. Jego wielkość mieści się pomiędzy rozmiarami Neptuna i Saturna. Obiekt doświadcza regularnych wzajemnych zaćmień swoich gwiazd. Okrążają się nawzajem w piętnastodniowym cyklu, jeden nieco większy od naszego Słońca, a drugi znacznie mniejszy.

W czerwcu 2019 roku pojawiła się informacja, że ​​na naszym kosmicznym podwórku odkryto dosłownie dwie planety typu ziemskiego. Donoszono o tym w artykule opublikowanym w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics. Obydwa miejsca znajdują się w idealnym obszarze, w którym może tworzyć się woda. Prawdopodobnie mają skalistą powierzchnię i krążą wokół Słońca, tzw gwiazda Teegarden (3), położona zaledwie 12,5 lat świetlnych od Ziemi.

- powiedział główny autor odkrycia, Maciej Zechmeister, pracownik naukowy, Instytut Astrofizyki, Uniwersytet w Getyndze, Niemcy. -

3. Układ gwiazd Teegarden, wizualizacja

Z kolei wokół intrygujących nieznanych światów odkrytych przez TESS w lipcu ubiegłego roku UCAC stars4 191-004642, siedemdziesiąt trzy lata świetlne od Ziemi.

Układ planetarny z gwiazdą macierzystą, obecnie wyznaczony TOI 270, zawiera co najmniej trzy planety. Jeden z nich, TOI 270 b, nieco większe od Ziemi, pozostałe dwa to mini-Neptuny, należące do klasy planet, które nie istnieją w naszym Układzie Słonecznym. Gwiazda jest chłodna i niezbyt jasna, około 40% mniejsza i mniej masywna od Słońca. Temperatura jej powierzchni jest o około dwie trzecie wyższa niż temperatura naszego gwiezdnego towarzysza.

Układ Słoneczny TOI 270 znajduje się w gwiazdozbiorze Artysty. Planety wchodzące w jego skład krążą tak blisko gwiazdy, że ich orbity mogą zmieścić się w układzie satelitów towarzyszących Jowiszowi (4).

4. Porównanie układu TOI 270 z układem Jowisz

Dalsze badania tego układu mogą ujawnić dodatkowe planety. Te krążące dalej od Słońca niż orbita TOI 270 d mogą być wystarczająco zimne, aby utrzymać wodę w stanie ciekłym i ostatecznie dać początek życiu.

Warto przyjrzeć się bliżej TESS

Pomimo stosunkowo dużej liczby odkryć małych egzoplanet, większość ich gwiazd macierzystych znajduje się w odległości od 600 do 3 metrów. lata świetlne od Ziemi – za daleko i za ciemno na szczegółowe obserwacje.

W przeciwieństwie do Keplera, główną misją TESS jest wyszukiwanie planet wokół najbliższych sąsiadów Słońca, które są na tyle jasne, że mogą być obserwowane od czasu do czasu przez inne instrumenty. Od kwietnia 2018 r. do chwili obecnej TESS już to odkrył ponad 1500 kandydatów na planety. Większość z nich jest ponad dwukrotnie większa od Ziemi, a okrążenie zajmuje mniej niż dziesięć dni. W rezultacie otrzymują znacznie więcej ciepła niż nasza planeta i są zbyt gorące, aby na ich powierzchni mogła istnieć woda w stanie ciekłym.

Aby egzoplaneta nadawała się do zamieszkania, niezbędna jest woda w stanie ciekłym. Służy jako wylęgarnia substancji chemicznych, które mogą ze sobą oddziaływać.

Teoretyzuje się, że egzotyczne formy życia mogą istnieć w warunkach wysokiego ciśnienia lub bardzo wysokich temperatur – jak ma to miejsce w przypadku ekstremofili spotykanych w pobliżu kominów hydrotermalnych lub drobnoustrojów ukrytych niemal kilometr pod pokrywą lodową Antarktyki Zachodniej.

Jednak odkrycie takich organizmów było możliwe dzięki temu, że ludzie mogli bezpośrednio badać ekstremalne warunki, w jakich żyją. Niestety nie udało się ich wykryć w głębokim kosmosie, zwłaszcza z odległości wielu lat świetlnych.

Poszukiwanie życia, a nawet mieszkań poza naszym Układem Słonecznym nadal zależy całkowicie od teledetekcji. Widoczne powierzchnie wody w stanie ciekłym, które zapewniają potencjalnie sprzyjające warunki do życia, są w stanie wchodzić w interakcję z atmosferą powyżej, tworząc zdalnie wykrywalne biosygnatury widoczne dla teleskopów naziemnych. Mogą to być kompozycje gazowe znane z Ziemi (tlen, ozon, metan, dwutlenek węgla i para wodna) lub składniki atmosfery starożytnej Ziemi, na przykład 2,7 miliarda lat temu (głównie metan i dwutlenek węgla, ale nie tlen). ).

W poszukiwaniu miejsca „w sam raz” i planety, która tam żyje

Od odkrycia 51 Pegasi b w 1995 roku zidentyfikowano ponad XNUMX Pegasi b. Dziś wiemy na pewno, że większość gwiazd w naszej galaktyce i Wszechświecie jest otoczona układami planetarnymi. Ale tylko kilkadziesiąt odkrytych egzoplanet to światy potencjalnie nadające się do zamieszkania.

Co sprawia, że ​​egzoplaneta nadaje się do zamieszkania?

Głównym warunkiem jest wspomniana już woda w stanie ciekłym na powierzchni. Aby było to możliwe, potrzebujemy najpierw tej solidnej powierzchni, czyli tzw. skalisty terenale również atmosferai wystarczająco gęsty, aby wytworzyć ciśnienie i wpłynąć na temperaturę wody.

Potrzebujesz również prawa gwiazdaktóry nie bombarduje planety zbyt dużą ilością promieniowania, które wywiewa atmosferę i niszczy organizmy żywe. Każda gwiazda, w tym nasze Słońce, nieustannie emituje ogromne dawki promieniowania, więc niewątpliwie przydałoby się życiu, aby się przed nim chronić. pole magnetycznewytwarzany przez rdzeń ciekłego metalu Ziemi.

Ponieważ jednak mogą istnieć inne mechanizmy ochrony życia przed promieniowaniem, jest to jedynie element pożądany, a nie warunek konieczny.

Tradycyjnie astronomowie byli zainteresowani strefy życia (ekosfera) w układach gwiezdnych. Są to obszary wokół gwiazd, gdzie panująca temperatura uniemożliwia trwałe wrzenie lub zamarzanie wody. Często mówi się o tym obszarze „Strefa Złotowłosej”bo „w sam raz na całe życie”, co nawiązuje do motywów popularnej bajki dla dzieci (5).

5. Strefa życia wokół gwiazdy

A co obecnie wiemy o egzoplanetach?

Dotychczasowe odkrycia pokazują, że różnorodność układów planetarnych jest bardzo, bardzo duża. Jedyne planety, o których wiedzieliśmy cokolwiek jakieś trzydzieści lat temu, znajdowały się w Układzie Słonecznym, więc pomyśleliśmy, że małe, stałe obiekty krążą wokół gwiazd, a tylko dalej znajduje się przestrzeń zarezerwowana dla dużych planet gazowych.

Okazało się jednak, że w ogóle nie ma „praw” dotyczących położenia planet. Spotykamy gazowe olbrzymy, które niemal ocierają się o swoje gwiazdy (zwane gorącymi Jowiszami), a także zwarte układy stosunkowo małych planet, takie jak TRAPPIST-1 (6). Czasami planety poruszają się po bardzo ekscentrycznych orbitach wokół gwiazd podwójnych, zdarzają się też planety „wędrujące”, najprawdopodobniej wyrzucone z młodych układów, swobodnie unoszące się w próżni międzygwiazdowej.

6. Wizualizacja planet układu TRAPPIST-1

Zamiast więc bliskich podobieństw widzimy wielką różnorodność. Jeśli dzieje się to na poziomie systemu, to dlaczego warunki na egzoplanetach miałyby przypominać wszystko, co znamy z naszego bezpośredniego otoczenia?

A schodząc jeszcze niżej, dlaczego formy hipotetycznego życia miałyby być podobne do znanych nam?

Super kategoria

Na podstawie danych zebranych przez Keplera jeden z naukowców z NASA obliczył w 2015 roku, że sama nasza Galaktyka zawiera miliardów planet podobnych do ZiemiI. Wielu astrofizyków podkreślało, że są to ostrożne szacunki. Rzeczywiście dalsze badania wykazały, że Droga Mleczna może być domem 10 miliardów planet ziemskich.

Naukowcy nie chcieli polegać wyłącznie na planetach odkrytych przez Keplera. Metoda tranzytu zastosowana w tym teleskopie lepiej nadaje się do wykrywania dużych planet (takich jak Jowisz) niż planet wielkości Ziemi. Oznacza to, że dane Keplera prawdopodobnie nieznacznie zafałszują liczbę planet takich jak nasza.

Słynny teleskop zaobserwował niewielkie spadki jasności gwiazdy spowodowane przejściem przed nią planety. Większe obiekty, co zrozumiałe, blokują więcej światła swoich gwiazd, dzięki czemu są łatwiejsze do wykrycia. Metoda Keplera skupiała się na małych, a nie najjaśniejszych gwiazdach, których masa stanowiła około jednej trzeciej masy naszego Słońca.

Teleskop Keplera, choć niezbyt dobry w znajdowaniu małych planet, odkrył całkiem dużą liczbę tak zwanych superziemi. Tak nazywa się egzoplanety o masie większej od Ziemi, ale znacznie mniejszej od Urana i Neptuna, które są odpowiednio 14,5 i 17 razy cięższe od naszej planety.

Zatem termin „super-Ziemia” odnosi się jedynie do masy planety, tj. nie odnosi się do warunków powierzchniowych ani możliwości zamieszkania. Istnieje również alternatywny termin „karły gazowe”. Według niektórych może być on dokładniejszy dla obiektów z wyższego krańca skali mas, chociaż częściej używa się innego określenia - wspomnianego już „mini-Neptuna”.

Odkryto pierwszą superziemię Aleksander Wolszczan i Dalea Fraila około pulsar PSR B1257+12 w 1992 roku Dwie zewnętrzne planety układu to hałaśliwy i złośliwy duchty fobetor - mają masę około cztery razy większą od masy Ziemi, która jest zbyt mała, aby być gazowymi olbrzymami.

Zespół kierowany przez prof Rzeka Eugenioy w 2005 roku. Kręci się Glize 876 i otrzymał nominację Gliese 876 d (W tym układzie odkryto wcześniej dwa gazowe giganty wielkości Jowisza). Jej szacunkowa masa jest 7,5 razy większa od Ziemi, a okres jej obiegu jest bardzo krótki, około dwóch dni.

W klasie superziemi są jeszcze gorętsze obiekty. Na przykład odkryte w 2004 r Jest to 55 Kankriznajdująca się czterdzieści lat świetlnych od nas, okrąża swoją gwiazdę w najkrótszym cyklu ze wszystkich znanych egzoplanet – zaledwie 17 godzin i 40 minut. Innymi słowy, rok na 55 Cancri e zajmuje mniej niż 18 godzin. Egzoplaneta krąży około 26 razy bliżej swojej gwiazdy niż Merkury.

Bliskość gwiazdy oznacza, że ​​powierzchnia 55 Cancri e przypomina wnętrze wielkiego pieca, a jego temperatura wynosi co najmniej 1760°C! Nowe obserwacje z teleskopu Spitzera pokazują, że 55 Cancri e ma 7,8 razy większą masę i promień nieco ponad dwukrotnie większy od Ziemi. Wyniki Spitzera sugerują, że około jedną piątą masy planety powinny stanowić pierwiastki i lekkie związki, w tym woda. W tej temperaturze oznacza to, że substancje te znajdowałyby się w stanie „nadkrytycznym” pomiędzy cieczą a gazem i mogłyby opuścić powierzchnię planety.

Ale super-Ziemie nie zawsze są tak „dzikie”. W lipcu ubiegłego roku międzynarodowy zespół astronomów wykorzystujący TESS odkrył nową tego typu egzoplanetę w konstelacji Hydry, około trzydziestu jeden lat świetlnych od Ziemi. Obiekt jest oznaczony jako GDJ 357 d (7) dwukrotność średnicy i sześciokrotność masy Ziemi. Znajduje się na zewnętrznym obrzeżu dzielnicy mieszkalnej gwiazdy. Naukowcy uważają, że na powierzchni superziemi może znajdować się woda.

powiedziała Diana Kosakowskai badacz w Instytucie Astronomii Maxa Plancka w Heidelbergu w Niemczech.

7. Planeta GJ 357 d — wizualizacja

Układ krążący wokół gwiazdy karłowatej, o wielkości i masie około jednej trzeciej wielkości i masy naszego Słońca, a jednocześnie o 40% chłodniejszej, uzupełniają planety ziemskie. GJ 357 b i kolejna superziemia GJ 357 s. Badanie układu opublikowano 31 lipca 2019 roku w czasopiśmie Astronomy and Astrophysics.

We wrześniu ubiegłego roku naukowcy ogłosili, że nowo odkryta superZiemia, oddalona o 111 lat świetlnych od nas, jest „najlepszym znanym dotychczas kandydatem na siedlisko”. Odkryty w 2015 roku przez teleskop Keplera. K2-18b (8) bardzo różni się od naszej rodzimej planety. Jest ponad ośmiokrotnie większa od masy, co oznacza, że ​​jest albo lodowym olbrzymem, takim jak Neptun, albo skalistym światem z gęstą, bogatą w wodór atmosferą.

Orbita K2-18b znajduje się siedem razy bliżej swojej gwiazdy niż odległość Ziemi od Słońca. Ponieważ jednak obiekt krąży wokół ciemnoczerwonego karła M, orbita ta znajduje się w strefie potencjalnie przyjaznej życiu. Wstępne modele przewidują, że temperatury na K2-18b będą się wahać od -73 do 46°C, a jeśli obiekt ma mniej więcej taki sam współczynnik odbicia światła jak Ziemia, jego średnia temperatura powinna być podobna do naszej.

– powiedział podczas konferencji prasowej astronom z University College London, Angelosa Ciarasa.

Trudno być jak Ziemia

Analog Ziemi (zwany także planetą bliźniaczą Ziemi lub planetą podobną do Ziemi) to planeta lub księżyc o warunkach środowiskowych podobnych do tych występujących na Ziemi.

Tysiące odkrytych do tej pory egzoplanetarnych układów gwiezdnych różni się od naszego Układu Słonecznego, co potwierdza tzw hipoteza pierwiastków ziem rzadkichI. Filozofowie zwracają jednak uwagę, że Wszechświat jest tak ogromny, że gdzieś musi istnieć planeta niemal identyczna z naszą. Niewykluczone, że w odległej przyszłości możliwe będzie wykorzystanie technologii do sztucznego pozyskiwania analogów Ziemi poprzez tzw. . Modne teraz teoria wieloteorii sugerują również, że ziemski odpowiednik może istnieć w innym wszechświecie lub nawet być inną wersją samej Ziemi w równoległym wszechświecie.

W listopadzie 2013 roku astronomowie poinformowali, że na podstawie danych z teleskopu Keplera i innych misji w ekosferze gwiazd podobnych do Słońca i czerwonych karłów w Drodze Mlecznej może znajdować się aż 40 miliardów planet wielkości Ziemi.

Rozkład statystyczny wykazał, że najbliższe z nich można oddalić od nas nie dalej niż dwanaście lat świetlnych. W tym samym roku potwierdzono, że kilka odkrytych przez Keplera kandydatów o średnicach mniejszych niż 1,5 promienia Ziemi krąży wokół gwiazd w ekosferze. Jednak dopiero w 2015 roku ogłoszono pierwszego kandydata zbliżonego do Ziemi – egzoplaneta Kepler-452b.

Prawdopodobieństwo znalezienia analogu Ziemi zależy głównie od cech, którymi chcesz się wyróżniać. Warunki standardowe, ale nie absolutne: wielkość planety, grawitacja powierzchniowa, rozmiar i typ gwiazdy macierzystej (tj. podobnej do Słońca), odległość i stabilność orbity, nachylenie i rotacja osi, podobna geografia, obecność oceanów, atmosfera i klimat, silna magnetosfera. .

Gdyby istniało tam złożone życie, lasy mogłyby pokryć większość powierzchni planety. Gdyby istniało inteligentne życie, niektóre obszary można by zurbanizować. Jednak szukanie dokładnych analogii do Ziemi może być mylące ze względu na bardzo specyficzne okoliczności na Ziemi i wokół niej, takie jak istnienie Księżyca wpływające na wiele zjawisk na naszej planecie.

Laboratorium zamieszkiwania planet na Uniwersytecie Portoryko w Arecibo sporządziło niedawno listę kandydatów na analogi Ziemi (9). Najczęściej tego typu klasyfikacja zaczyna się od wielkości i masy, jednak jest to kryterium iluzoryczne, biorąc pod uwagę np. pobliską Wenus, która jest prawie tej samej wielkości co Ziemia i jakie tam panują warunki. , to wiadomo.

9. Według Planetary Habitability Laboratory obiecujące egzoplanety są potencjalnymi odpowiednikami Ziemi

Innym często cytowanym kryterium jest to, że analog Ziemi musi mieć podobną budowę geologiczną powierzchni. Najbliższe znane przykłady to Mars i Tytan i chociaż istnieją podobieństwa pod względem topografii i składu warstw powierzchniowych, istnieją również znaczne różnice, takie jak temperatura.

Przecież wiele materiałów powierzchniowych i form terenu powstaje wyłącznie w wyniku interakcji z wodą (na przykład glina i skały osadowe) lub jako produkt uboczny życia (na przykład wapień lub węgiel), interakcji z atmosferą, aktywności wulkanicznej lub interwencja człowieka.

Zatem w wyniku podobnych procesów musiałby powstać prawdziwy odpowiednik Ziemi, posiadający atmosferę, wulkany oddziałujące z powierzchnią, wodę w stanie ciekłym i jakąś formę życia.

W przypadku atmosfery zakłada się również efekt cieplarniany. Na koniec wykorzystuje się temperaturę powierzchni. Wpływ na to ma klimat, na który z kolei wpływa orbita i rotacja planety, z których każda wprowadza nowe zmienne.

Kolejnym kryterium idealnego analogu życiodajnej ziemi jest to, że powinien krążą wokół analogu Słońca. Jednak tego elementu nie można w pełni uzasadnić, ponieważ sprzyjające środowisko może zapewnić lokalny wygląd wielu różnych typów gwiazd.

Na przykład w Drodze Mlecznej większość gwiazd jest mniejsza i ciemniejsza od Słońca. O jednym z nich wspomniano już wcześniej PUŁAPAK-1, znajduje się 10 lat świetlnych stąd, w gwiazdozbiorze Wodnika i jest około 2 razy mniejszy i 1. razy słabszy od naszego Słońca, ale w jego ekosferze znajduje się co najmniej sześć planet typu ziemskiego. Warunki te mogą wydawać się niekorzystne dla życia, jakie znamy, ale TRAPPIST-XNUMX prawdopodobnie ma przed sobą dłuższe życie niż nasza gwiazda, więc życie ma jeszcze mnóstwo czasu na rozwinięcie się tam.

Woda pokrywa 70% powierzchni Ziemi i jest uważana za jeden z żelaznych warunków istnienia znanych nam form życia. Najprawdopodobniej wodny świat jest planetą Kepler-22p, znajdujący się w ekosferze gwiazdy podobnej do Słońca, ale znacznie większy od Ziemi - jego prawdziwy skład chemiczny pozostaje nieznany.

Przeprowadzone w 2008 roku przez astronoma Michaela Meyeroraz przeprowadzone na Uniwersytecie w Arizonie badania pyłu kosmicznego w pobliżu niedawno powstałych gwiazd podobnych do Słońca wskazują, że w 20–60% analogów Słońca mamy dowody na powstawanie planet skalistych w procesach podobnych do tych, które doprowadziły do ​​powstania Ziemi.

W 2009 było Alana Bossa z Carnegie Institution for Science zasugerował, że Droga Mleczna może istnieć tylko w naszej galaktyce 100 miliardów planet podobnych do Ziemih.

W 2011 roku Laboratorium Napędów Odrzutowych (JPL) NASA, również na podstawie obserwacji z misji Keplera, stwierdziło, że około 1,4 do 2,7% wszystkich gwiazd podobnych do Słońca powinno krążyć wokół planet wielkości Ziemi w strefach mieszkalnych. Oznacza to, że w samej Drodze Mlecznej mogą znajdować się 2 miliardy galaktyk, a jeśli założymy, że szacunki te są prawdziwe dla wszystkich galaktyk, w obserwowalnym Wszechświecie może być nawet 50 miliardów galaktyk. 100 trylionów.

W 2013 roku Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, wykorzystując analizę statystyczną dodatkowych danych Keplera, zasugerowało, że istnieje co najmniej 17 miliardów planet wielkości Ziemi – bez uwzględnienia ich położenia w obszarach mieszkalnych. Badanie z 2019 roku wykazało, że planety wielkości Ziemi mogą krążyć wokół jednej z sześciu gwiazd podobnych do Słońca.

Podobny wzór

Wskaźnik podobieństwa Ziemi (ESI) to proponowana miara podobieństwa obiektu planetarnego lub naturalnego satelity do Ziemi. Został on opracowany w skali od zera do jednego, przy czym Ziemi przypisano wartość jeden. Parametr ten ma na celu ułatwienie porównywania planet w dużych bazach danych.

ESI, zaproponowany w 2011 roku w czasopiśmie Astrobiology, łączy informacje na temat promienia, gęstości, prędkości i temperatury powierzchni planety.

Serwis prowadzony przez jednego z autorów artykułu z 2011 roku, Abla Mendeza z Uniwersytetu w Puerto Rico przedstawia swoje obliczenia wskaźników dla różnych układów egzoplanetarnych. Wskaźnik ESI Mendesy oblicza się za pomocą wzoru pokazanego w ilustracja 10gdzie x_i ich_i0 – właściwości ciała pozaziemskiego w stosunku do Ziemi, w_i wykładnik ważony każdej właściwości i całkowita liczba właściwości. Został zbudowany na bazie Indeks podobieństwa Breyi-Curtisa.

Waga przypisana do każdej właściwości, w_i, to dowolny parametr, który można wybrać w celu wyróżnienia określonych cech spośród innych lub osiągnięcia żądanych progów indeksu lub rankingu. Strona kategoryzuje również to, co opisuje jako możliwość życia na egzoplanetach i egzoksiężycach, według trzech kryteriów: lokalizacji, ESI i możliwości utrzymania organizmów w łańcuchu pokarmowym.

W efekcie wykazano np., że drugi co do wielkości ESI w Układzie Słonecznym należy do Marsa i wynosi 0,70. Niektóre egzoplanety wymienione w tym artykule przekraczają tę liczbę, a niektóre zostały niedawno odkryte Tigarden ur ma najwyższy ESI ze wszystkich potwierdzonych egzoplanet, wynoszący 0,95.

Kiedy mówimy o egzoplanetach podobnych do Ziemi i nadających się do zamieszkania, nie powinniśmy zapominać o możliwości istnienia egzoplanet nadających się do zamieszkania lub satelitów egzoplanet.

Istnienie jakichkolwiek naturalnych satelitów pozasłonecznych nie zostało jeszcze potwierdzone, ale w październiku 2018 roku prof. Davida Kippinga ogłosił odkrycie potencjalnego egzoksiężyca na orbicie obiektu Kepler-1625p.

Duże planety Układu Słonecznego, takie jak Jowisz i Saturn, mają duże księżyce, które pod pewnymi względami są zdolne do życia. W rezultacie niektórzy naukowcy zaproponowali, że duże planety pozasłoneczne (i planety podwójne) mogą mieć podobnie duże, potencjalnie nadające się do zamieszkania księżyce. Księżyc o wystarczającej masie może utrzymać atmosferę podobną do Tytana, a także wodę w stanie ciekłym na powierzchni.

Szczególnie interesujące pod tym względem są masywne planety pozasłoneczne, o których wiadomo, że znajdują się w ekosferze (takie jak Gliese 876 b, 55 Cancri f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b i HD 37124 c), ponieważ mogą potencjalnie mieć naturalne satelity z ciekłą wodą na powierzchni.

Życie wokół czerwonej lub białej gwiazdy?

Astronomowie, uzbrojeni w prawie dwadzieścia lat odkryć w świecie egzoplanet, zaczęli już tworzyć obraz tego, jak mogłaby wyglądać planeta nadająca się do zamieszkania, chociaż większość skupiła się na tym, co już wiemy: planecie podobnej do Ziemi krążącej wokół żółtego karła jak nasz. Słońce zaliczane jest do gwiazd typu G w ciągu głównym. A co z mniejszymi czerwonymi gwiazdami M, których jest znacznie więcej w naszej Galaktyce?

Jak wyglądałby nasz dom, gdyby krążył wokół czerwonego karła? Odpowiedź jest trochę podobna do Ziemi i bardzo nie podobna do Ziemi.

Z powierzchni takiej wyimaginowanej planety widzielibyśmy przede wszystkim bardzo duże słońce. Wydawałoby się, że jest to półtora do trzech razy więcej niż to, co mamy teraz przed oczami, biorąc pod uwagę bliskość orbity. Jak sama nazwa wskazuje, słońce będzie świecić na czerwono ze względu na niższą temperaturę.

Czerwone karły są dwa razy cieplejsze od naszego Słońca. Na początku taka planeta może wydawać się trochę obca Ziemi, ale nie szokująca. Prawdziwe różnice staną się widoczne dopiero, gdy zdamy sobie sprawę, że większość tych obiektów obraca się synchronicznie z gwiazdą, więc jedna strona jest zawsze zwrócona w stronę gwiazdy, tak jak nasz Księżyc jest zwrócony w stronę Ziemi.

Oznacza to, że druga strona pozostaje naprawdę ciemna, ponieważ nie ma dostępu do źródła światła - w przeciwieństwie do Księżyca, który jest lekko oświetlany przez Słońce z drugiej strony. W rzeczywistości, ogólne założenie jest takie, że część planety, która pozostała w wiecznym świetle dziennym, wypaliłaby się, a ta, która pogrążyła się w wiecznej nocy, zamarzłaby. Jednak... tak nie powinno być.

Astronomowie przez lata wykluczali region czerwonych karłów jako teren łowiecki Ziemi, wierząc, że podzielenie planety na dwie zupełnie różne części nie sprawi, że żadna z nich nie będzie nadawała się do zamieszkania. Niektórzy jednak zauważają, że światy atmosferyczne będą miały specyficzną cyrkulację, która spowoduje gromadzenie się grubych chmur po stronie słonecznej, aby zapobiec spaleniu powierzchni przez intensywne promieniowanie. Prądy krążące rozprowadzałyby również ciepło po całej planecie.

Ponadto to pogrubienie atmosfery mogłoby zapewnić ważną ochronę w ciągu dnia przed innymi zagrożeniami radiacyjnymi. Młode czerwone karły są bardzo aktywne podczas pierwszych kilku miliardów lat swojej aktywności, emitując rozbłyski i promieniowanie ultrafioletowe.

Grube chmury prawdopodobnie chroniłyby potencjalne życie, chociaż hipotetyczne organizmy częściej czaiłyby się głęboko w wodach planetarnych. Tak naprawdę dzisiejsi naukowcy uważają, że promieniowanie, na przykład w zakresie ultrafioletu, nie zakłóca rozwoju organizmów. Wszakże wczesne życie na Ziemi, z którego wywodzą się wszystkie znane nam organizmy, w tym homo sapiens, rozwijało się w warunkach silnego promieniowania UV.

Odpowiada to warunkom panującym na najbliższej znanej nam egzoplanecie podobnej do Ziemi. Astronomowie z Cornell University twierdzą, że życie na Ziemi doświadczyło silniejszego promieniowania, niż dotychczas wiadomo Proxima-b.

Proxima b, położona zaledwie 4,24 lat świetlnych od Układu Słonecznego i najbliższa nam znana skalista planeta podobna do Ziemi (choć o niej prawie nic nie wiemy), otrzymuje 250 razy więcej promieniowania rentgenowskiego niż Ziemia. Może również doświadczyć śmiertelnego poziomu promieniowania ultrafioletowego na swojej powierzchni.

Uważa się, że warunki podobne do Proximy b istnieją dla TRAPPIST-1, Ross-128b (prawie jedenaście lat świetlnych od Ziemi w gwiazdozbiorze Panny) i LHS-1140 b (czterdzieści lat świetlnych od Ziemi w konstelacji Wieloryba). systemy.

Inne założenia dotyczą pojawienie się potencjalnych organizmów. Ponieważ ciemnoczerwony karzeł emitowałby znacznie mniej światła, istnieje hipoteza, że ​​gdyby planeta wokół niego zawierała organizmy przypominające nasze rośliny, musiałyby one absorbować światło w znacznie szerszym zakresie długości fal w celu fotosyntezy, co oznaczałoby, że „egzoplanety” mogłyby być naszym zdaniem prawie czarne (Zobacz też: ). Warto jednak w tym miejscu zdać sobie sprawę, że na Ziemi występują także rośliny o kolorze innym niż zielony, które nieco inaczej pochłaniają światło.

Ostatnio badacze zainteresowali się inną kategorią obiektów: białymi karłami, podobnymi rozmiarami do Ziemi, które nie są wyłącznie gwiazdami, ale tworzą wokół siebie stosunkowo stabilne środowisko, emitując energię przez miliardy lat, co czyni je intrygującymi celami badań egzoplanet. .

Ich niewielki rozmiar i wynikający z tego duży sygnał tranzytowy możliwej egzoplanety umożliwiają obserwację potencjalnych atmosfer planet skalistych, jeśli takie istnieją, za pomocą teleskopów nowej generacji. Astronomowie chcą wykorzystać wszystkie zbudowane i zaplanowane obserwatoria, w tym Teleskop Jamesa Webba, znajdujący się na Ziemi Niezwykle duży teleskoptak będzie w przyszłości происхождения, HabEx i LOUVOIRjeśli powstaną.

Jest jeden problem w tej cudownie rozwijającej się dziedzinie badań, badań i eksploracji egzoplanet, w tej chwili nieistotny, ale z czasem może stać się naglący. Cóż, jeśli dzięki coraz bardziej zaawansowanym instrumentom uda nam się w końcu odkryć egzoplanetę - bliźniaka Ziemi spełniającego wszystkie złożone wymagania, wypełnionego wodą, powietrzem i temperaturą w sam raz, a planeta ta będzie wyglądać na "wolną" , to bez technologii pozwalającej polecieć tam w jakimś rozsądnym czasie, zdając sobie sprawę, że to może być udręka.

Ale na szczęście nie mamy jeszcze takiego problemu.