premočená zem

V januári 2020 NASA oznámila, že kozmická loď TESS objavila svoju prvú potenciálne obývateľnú exoplanétu veľkosti Zeme, ktorá obieha okolo hviezdy vzdialenej asi 100 svetelných rokov.

Planéta je súčasťou Systém TOI 700 (TOI znamená TESS Predmety záujmu) je malá, relatívne studená hviezda, t.j. trpaslík spektrálnej triedy M, v súhvezdí Zlatá rybka, ktorá má len asi 40 % hmotnosti a veľkosti nášho Slnka a polovicu teploty jeho povrchu.

Objekt pomenovaný Až 700 d a je jednou z troch planét otáčajúcich sa okolo svojho stredu, najvzdialenejšia od neho, pričom každých 37 dní prejde dráhou okolo hviezdy. Nachádza sa v takej vzdialenosti od TOI 700, aby teoreticky dokázala udržať na hladine tekutú vodu, ktorá sa nachádza v obývateľnej zóne. Prijíma asi 86% energie, ktorú naše Slnko dáva Zemi.

Environmentálne simulácie vytvorené výskumníkmi pomocou údajov zo satelitu Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) však ukázali, že TOI 700 d sa môže správať veľmi odlišne od Zeme. Keďže rotuje synchronizovane so svojou hviezdou (to znamená, že jedna strana planéty je vždy v dennom svetle a druhá v tme), spôsob, akým sa tvoria mraky a fúka vietor, môže byť pre nás trochu exotický.

1. Porovnanie Zeme a TOI 700 d, s vizualizáciou zemského systému kontinentov na exoplanéte

Astronómovia potvrdili svoj objav s pomocou NASA. Spitzerov vesmírny ďalekohľadktorá práve ukončila svoju činnosť. Toi 700 bola pôvodne nesprávne klasifikovaná ako oveľa teplejšia, čo viedlo astronómov k presvedčeniu, že všetky tri planéty sú príliš blízko seba, a preto príliš horúce na to, aby podporili život.

Počas prezentácie objavu povedala Emily Gilbert, členka tímu University of Chicago. -

Vedci dúfajú, že v budúcnosti budú nástroje ako napr Vesmírny teleskop Jamesa Webbaktoré NASA plánuje umiestniť do vesmíru v roku 2021, budú môcť určiť, či majú planéty atmosféru a môžu študovať jej zloženie.

Výskumníci na to použili počítačový softvér hypotetické modelovanie klímy planéta TOI 700 d. Keďže zatiaľ nie je známe, aké plyny môžu byť v jej atmosfére, testovali sa rôzne možnosti a scenáre, vrátane možností, ktoré predpokladajú modernú atmosféru Zeme (77 % dusík, 21 % kyslík, metán a oxid uhličitý), pravdepodobné zloženie zemskej atmosféry pred 2,7 miliardami rokov (väčšinou metán a oxid uhličitý) a dokonca aj marťanská atmosféra (veľa oxidu uhličitého), ktorá tam pravdepodobne existovala pred 3,5 miliardami rokov.

Z týchto modelov sa zistilo, že ak atmosféra TOI 700 d obsahuje kombináciu metánu, oxidu uhličitého alebo vodnej pary, planéta by mohla byť obývateľná. Teraz musí tím potvrdiť tieto hypotézy pomocou spomínaného Webbovho teleskopu.

Klimatické simulácie, ktoré vykonala NASA, zároveň ukazujú, že zemská atmosféra aj tlak plynu nestačia na to, aby na jej povrchu udržali tekutú vodu. Ak by sme na TOI 700 d dali rovnaké množstvo skleníkových plynov ako na Zemi, povrchová teplota by bola stále pod nulou.

Simulácie všetkých zúčastnených tímov ukazujú, že klíma planét okolo malých a tmavých hviezd, ako je TOI 700, je veľmi odlišná od toho, čo zažívame na našej Zemi.

Zaujímavé správy

Väčšina toho, čo vieme o exoplanétach, čiže planétach obiehajúcich okolo Slnečnej sústavy, pochádza z vesmíru. Skenoval oblohu od roku 2009 do roku 2018 a našiel viac ako 2600 XNUMX planét mimo našej slnečnej sústavy.

NASA potom odovzdala štafetu objavovania sonde TESS(2), vypustenej do vesmíru v apríli 2018 v prvom roku prevádzky, ako aj deväťsto nepotvrdeným objektom tohto typu. Pri pátraní po planétach, ktoré astronómovia nepoznajú, observatórium prehľadá celú oblohu, pričom videlo dosť 200 XNUMX. najjasnejšie hviezdy.

2. Tranzitný satelit na prieskum exoplanét

TESS používa sériu širokouhlých kamerových systémov. Je schopný študovať hmotnosť, veľkosť, hustotu a obežnú dráhu veľkej skupiny malých planét. Satelit funguje podľa metódy diaľkové vyhľadávanie poklesov jasu potenciálne poukazuje na planetárne tranzity - prechod objektov na obežnej dráhe pred tvárami ich materských hviezd.

Posledné mesiace boli sériou mimoriadne zaujímavých objavov, jednak vďaka stále relatívne novému vesmírnemu observatóriu, jednak za pomoci iných prístrojov, vrátane pozemných. Pár týždňov pred naším stretnutím s dvojčaťom Zeme sa objavili informácie o objave planéty obiehajúcej okolo dvoch sĺnk, presne ako Tatooine z Hviezdnych vojen!

Planéta TOI 1338 b nájdený XNUMX svetelných rokov ďaleko, v súhvezdí Umelec. Jeho veľkosť je medzi veľkosťami Neptúna a Saturna. Objekt zažíva pravidelné vzájomné zatmenia svojich hviezd. Okolo seba sa točia v pätnásťdňovom cykle, jeden o niečo väčší ako naše Slnko a druhý oveľa menší.

V júni 2019 sa objavili informácie, že doslova na našom vesmírnom dvore boli objavené dve planéty zemského typu. Uvádza sa to v článku publikovanom v časopise Astronomy and Astrophysics. Obe lokality sa nachádzajú v ideálnej zóne, kde sa môže tvoriť voda. Pravdepodobne majú skalnatý povrch a obiehajú okolo Slnka, tzv hviezda Teegardenu (3), ktorá sa nachádza len 12,5 svetelných rokov od Zeme.

- povedal hlavný autor objavu, Matthias Zechmeister, Výskumný pracovník, Inštitút astrofyziky, Univerzita v Göttingene, Nemecko. -

3. Hviezdny systém Teegarden, vizualizácia

Na druhej strane sa točia zaujímavé neznáme svety, ktoré TESS objavil v júli minulého roka UCAC stars4 191-004642, sedemdesiattri svetelných rokov od Zeme.

Planetárny systém s hostiteľskou hviezdou, teraz označený ako TOI 270, obsahuje najmenej tri planéty. Jeden z nich, TOI 270 b, o niečo väčšie ako Zem, ďalšie dva sú mini-Neptúny, patriace do triedy planét, ktoré v našej slnečnej sústave neexistujú. Hviezda je studená a málo jasná, asi o 40% menšia a menej hmotná ako Slnko. Jeho povrchová teplota je asi o dve tretiny vyššia ako teplota nášho vlastného hviezdneho spoločníka.

Slnečná sústava TOI 270 sa nachádza v súhvezdí Umelec. Planéty, ktoré ju tvoria, obiehajú tak blízko hviezdy, že ich obežné dráhy sa zmestia do sprievodného satelitného systému Jupitera (4).

4. Porovnanie systému TOI 270 so systémom Jupiter

Ďalší prieskum tohto systému môže odhaliť ďalšie planéty. Tie, ktoré obiehajú ďalej od Slnka ako TOI 270 d, môžu byť dostatočne chladné na to, aby zadržiavali tekutú vodu a nakoniec dali vzniknúť životu.

TESS stojí za bližší pohľad

Napriek pomerne veľkému počtu objavov malých exoplanét je väčšina ich materských hviezd vzdialená medzi 600 až 3 metrami. svetelných rokov od Zeme, príliš ďaleko a príliš tmavý na podrobné pozorovanie.

Na rozdiel od Keplera je hlavným cieľom TESS nájsť planéty okolo najbližších susedov Slnka, ktoré sú dostatočne jasné na to, aby ich bolo možné teraz a neskôr pozorovať inými prístrojmi. Od apríla 2018 do súčasnosti TESS už objavil viac ako 1500 kandidátskych planét. Väčšina z nich je viac ako dvakrát väčšia ako Zem a na obežnú dráhu trvá menej ako desať dní. V dôsledku toho prijímajú oveľa viac tepla ako naša planéta a sú príliš horúce na to, aby na ich povrchu existovala tekutá voda.

Je to tekutá voda, ktorá je potrebná na to, aby sa exoplanéta stala obývateľnou. Slúži ako živná pôda pre chemikálie, ktoré sa môžu navzájom ovplyvňovať.

Teoreticky sa predpokladá, že exotické formy života by mohli existovať v podmienkach vysokého tlaku alebo veľmi vysokých teplôt - ako je to v prípade extrémofilov nájdených v blízkosti hydrotermálnych prieduchov alebo mikróbov ukrytých takmer kilometer pod západoantarktickým ľadovcom.

Objav takýchto organizmov však umožnila skutočnosť, že ľudia mohli priamo študovať extrémne podmienky, v ktorých žijú. Nanešťastie sa ich nepodarilo odhaliť v hlbokom vesmíre, najmä zo vzdialenosti mnohých svetelných rokov.

Hľadanie života a dokonca aj bývania mimo našej slnečnej sústavy je stále úplne závislé od pozorovania na diaľku. Viditeľné tekuté vodné povrchy, ktoré vytvárajú potenciálne priaznivé podmienky pre život, môžu interagovať s atmosférou nad nimi a vytvárať na diaľku zistiteľné biologické podpisy viditeľné pomocou pozemných ďalekohľadov. Môžu to byť plynné zloženia známe zo Zeme (kyslík, ozón, metán, oxid uhličitý a vodná para) alebo zložky atmosféry starovekej Zeme, napríklad pred 2,7 miliardami rokov (hlavne metán a oxid uhličitý, ale nie kyslík) . ).

Pri hľadaní miesta „tak akurát“ a planéty, ktorá tam žije

Od objavu 51 Pegasi b v roku 1995 bolo identifikovaných viac ako XNUMX exoplanét. Dnes s istotou vieme, že väčšina hviezd v našej galaxii a vesmíre je obklopená planetárnymi systémami. Ale len niekoľko desiatok nájdených exoplanét je potenciálne obývateľných svetov.

Čo robí exoplanétu obývateľnou?

Hlavnou podmienkou je už spomínaná tekutá voda na povrchu. Aby to bolo možné, potrebujeme v prvom rade túto pevnú plochu, t.j. skalnatá zemale tiež ovzdušiaa dostatočne husté na to, aby vytvárali tlak a ovplyvňovali teplotu vody.

Tiež potrebujete pravá hviezdaktorý nezráža na planétu príliš veľa žiarenia, ktoré odfukuje atmosféru a ničí živé organizmy. Každá hviezda, vrátane nášho Slnka, neustále vyžaruje obrovské dávky žiarenia, preto by bolo nepochybne prospešné pre existenciu života sa pred ňou chrániť. magnetické poleako ho produkuje tekuté kovové jadro Zeme.

Keďže však môžu existovať aj iné mechanizmy na ochranu života pred žiarením, je to len žiaduci prvok, nie nevyhnutná podmienka.

Tradične sa zaujímajú astronómovia zóny života (ekosféry) v hviezdnych sústavách. Sú to oblasti okolo hviezd, kde prevládajúca teplota zabraňuje neustálemu varu alebo zamrznutiu vody. O tejto oblasti sa často hovorí. "Zóna zlatej lásky"pretože „tak akurát do života“, čo odkazuje na motívy obľúbenej detskej rozprávky (5).

5. Zóna života okolo hviezdy

A čo zatiaľ vieme o exoplanétach?

Doterajšie objavy ukazujú, že rozmanitosť planetárnych systémov je veľmi, veľmi veľká. Jediné planéty, o ktorých sme asi pred tromi desaťročiami niečo vedeli, boli v slnečnej sústave, a tak sme si mysleli, že malé a pevné objekty sa točia okolo hviezd a až ďalej od nich je priestor vyhradený pre veľké plynné planéty.

Ukázalo sa však, že vôbec neexistujú žiadne „zákony“ týkajúce sa polohy planét. Stretávame sa s plynnými obrami, ktoré sa takmer otierajú o svoje hviezdy (tzv. horúce Jupitery), ako aj s kompaktnými systémami relatívne malých planét, ako je TRAPPIST-1 (6). Niekedy sa planéty pohybujú po veľmi excentrických dráhach okolo dvojhviezd a existujú aj „putujúce“ planéty, s najväčšou pravdepodobnosťou vymrštené z mladých systémov, voľne sa vznášajúce v medzihviezdnej prázdnote.

6. Vizualizácia planét systému TRAPPIST-1

Namiesto blízkej podobnosti teda vidíme veľkú rozmanitosť. Ak sa to stane na úrovni systému, prečo by sa potom podmienky exoplanét mali podobať všetkému, čo poznáme z bezprostredného prostredia?

A keď ideme ešte nižšie, prečo by formy hypotetického života mali byť podobné tým, ktoré poznáme?

Super kategória

Na základe údajov, ktoré zozbieral Kepler, v roku 2015 vedec NASA vypočítal, že samotná naša galaxia má miliardy planét podobných ZemiI. Mnohí astrofyzici zdôraznili, že ide o konzervatívny odhad. Ďalší výskum skutočne ukázal, že Mliečna dráha by mohla byť domovom 10 miliárd pozemských planét.

Vedci sa nechceli spoliehať len na planéty, ktoré našiel Kepler. Metóda tranzitu použitá v tomto teleskope je vhodnejšia na detekciu veľkých planét (ako je Jupiter) ako planét veľkosti Zeme. To znamená, že Keplerove údaje pravdepodobne trochu falšujú počet planét, ako je tá naša.

Slávny ďalekohľad pozoroval drobné poklesy jasu hviezdy spôsobené planétou prechádzajúcou pred ňou. Väčšie objekty pochopiteľne blokujú viac svetla zo svojich hviezd, čo uľahčuje ich rozpoznanie. Keplerova metóda bola zameraná na malé, nie najjasnejšie hviezdy, ktorých hmotnosť bola približne jedna tretina hmotnosti nášho Slnka.

Keplerov teleskop, aj keď nie veľmi dobrý v hľadaní menších planét, našiel pomerne veľké množstvo takzvaných super-Zemí. Toto je názov exoplanét s hmotnosťou väčšou ako Zem, ale oveľa menšou ako Urán a Neptún, ktoré sú 14,5 a 17-krát ťažšie ako naša planéta.

Pojem „super-Zem“ sa teda vzťahuje iba na hmotnosť planéty, čo znamená, že sa nevzťahuje na povrchové podmienky alebo obývateľnosť. Existuje aj alternatívny výraz „plynových trpaslíkov“. Podľa niektorých to môže byť presnejšie pre objekty v hornej časti masovej škály, aj keď bežnejšie sa používa iný výraz – už spomínaný „mini-Neptún“.

Boli objavené prvé superzeme Alexander Volščan i Dalea Fraila okolo pulzar PSR B1257+12 v roku 1992. Dve vonkajšie planéty systému sú poltergeistty fobetor - majú hmotnosť asi štyrikrát väčšiu ako Zem, čo je príliš malé na to, aby boli plynnými obrami.

Prvú super-Zem okolo hviezdy hlavnej sekvencie identifikoval tím pod vedením Rieka Eugenioy v roku 2005. Točí sa to dookola Glize 876 a dostal označenie Gliese 876 d (Predtým boli v tomto systéme objavení dvaja plynní obri veľkosti Jupitera). Jeho odhadovaná hmotnosť je 7,5-krát väčšia ako hmotnosť Zeme a doba revolúcie okolo nej je veľmi krátka, asi dva dni.

V triede super-Earth sú ešte horúcejšie objekty. Napríklad objavený v roku 2004 Je to 55 Kankri, ktorá sa nachádza štyridsať svetelných rokov ďaleko, obieha okolo svojej hviezdy v najkratšom cykle zo všetkých známych exoplanét – iba 17 hodín a 40 minút. Inými slovami, rok pri 55 Cancri e trvá menej ako 18 hodín. Exoplanéta obieha približne 26-krát bližšie k svojej hviezde ako Merkúr.

Blízkosť hviezdy znamená, že povrch 55 Cancri e je ako vnútro vysokej pece s teplotou minimálne 1760°C! Nové pozorovania zo Spitzerovho teleskopu ukazujú, že 55 Cancri e má hmotnosť 7,8-krát väčšiu a polomer o niečo väčší ako dvojnásobok Zeme. Výsledky Spitzera naznačujú, že približne jednu pätinu hmotnosti planéty by mali tvoriť prvky a ľahké zlúčeniny vrátane vody. Pri tejto teplote to znamená, že tieto látky by boli v „superkritickom“ stave medzi kvapalinou a plynom a mohli by opustiť povrch planéty.

Ale superzeme nie sú vždy také divoké.Vlani v júli objavil medzinárodný tím astronómov pomocou TESS novú exoplanétu svojho druhu v súhvezdí Hydra, asi tridsaťjeden svetelných rokov od Zeme. Položka označená ako GDJ 357 d (7) dvojnásobný priemer a šesťnásobok hmotnosti Zeme. Nachádza sa na vonkajšom okraji obytnej oblasti hviezdy. Vedci sa domnievajú, že na povrchu tejto super-Zeme môže byť voda.

povedala Diana Kosakovskya výskumný pracovník na Inštitúte Maxa Plancka pre astronómiu v Heidelbergu v Nemecku.

7. Planéta GJ 357 d — vizualizácia

Systém na obežnej dráhe okolo trpasličej hviezdy, ktorý má veľkosť a hmotnosť približne jednu tretinu a hmotnosť nášho vlastného Slnka a je o 40 % chladnejší, dopĺňajú terestrické planéty. GJ 357 b a ďalšia super zem GJ 357 p. Štúdia systému bola publikovaná 31. júla 2019 v časopise Astronomy and Astrophysics.

Minulý september výskumníci oznámili, že novoobjavená super-Zem vzdialená 111 svetelných rokov je „najlepším známym kandidátom na biotop“. Objavený v roku 2015 ďalekohľadom Kepler. K2-18b (8) veľmi odlišné od našej domovskej planéty. Má viac ako osemnásobok svojej hmotnosti, čo znamená, že ide buď o ľadového obra ako Neptún, alebo o skalnatý svet s hustou atmosférou bohatou na vodík.

Dráha K2-18b je sedemkrát bližšia k svojej hviezde, ako je vzdialenosť Zeme od Slnka. Keďže však objekt obieha okolo tmavočerveného M-trpaslíka, táto dráha sa nachádza v zóne potenciálne priaznivej pre život. Predbežné modely predpovedajú, že teploty na K2-18b sa pohybujú od -73 do 46°C a ak má objekt približne rovnakú odrazivosť ako Zem, jeho priemerná teplota by mala byť podobná tej našej.

– povedal astronóm z University College London počas tlačovej konferencie, Angelos Ciaras.

Je ťažké byť ako zem

Analóg Zeme (tiež nazývaný dvojča Zeme alebo planéta podobná Zemi) je planéta alebo mesiac s podmienkami prostredia podobnými tým, ktoré sa nachádzajú na Zemi.

Tisíce doteraz objavených exoplanetárnych hviezdnych systémov sa líšia od našej slnečnej sústavy, čo potvrdzuje tzv hypotéza vzácnych zemínI. Filozofi však upozorňujú, že vesmír je taký obrovský, že niekde musí existovať planéta takmer totožná s tou našou. Je možné, že v ďalekej budúcnosti bude možné pomocou technológie umelo získať analógy Zeme tzv. . Teraz módne multiteória tiež naznačujú, že pozemský náprotivok by mohol existovať v inom vesmíre alebo dokonca byť inou verziou samotnej Zeme v paralelnom vesmíre.

V novembri 2013 astronómovia oznámili, že na základe údajov z Keplerovho teleskopu a iných misií by v obývateľnej zóne hviezd podobných slnku a červených trpaslíkov v galaxii Mliečna dráha mohlo byť až 40 miliárd planét veľkosti Zeme.

Štatistická distribúcia ukázala, že najbližšie z nich môžu byť od nás vzdialené maximálne dvanásť svetelných rokov. V tom istom roku sa potvrdilo, že niekoľko kandidátov objavených Keplerom s priemermi menšími ako 1,5-násobok polomeru Zeme sú obiehajúcimi hviezdami v obývateľnej zóne. Avšak až v roku 2015 bol ohlásený prvý kandidát blízky Zemi – egzoplanetę Kepler-452b.

Pravdepodobnosť nájdenia analógu Zeme závisí hlavne od atribútov, ktorým sa chcete podobať. Štandardné, ale nie absolútne podmienky: veľkosť planéty, povrchová gravitácia, veľkosť a typ materskej hviezdy (t. j. solárny analóg), orbitálna vzdialenosť a stabilita, axiálny sklon a rotácia, podobná geografia, prítomnosť oceánov, atmosféry a podnebia, silná magnetosféra. .

Ak by tam existoval zložitý život, lesy by mohli pokrývať väčšinu povrchu planéty. Ak by existoval inteligentný život, niektoré oblasti by mohli byť urbanizované. Hľadanie presných analógií so Zemou však môže byť zavádzajúce vzhľadom na veľmi špecifické okolnosti na Zemi a v jej okolí, napríklad existencia Mesiaca ovplyvňuje mnohé javy na našej planéte.

Laboratórium planetárnej obývateľnosti na University of Puerto Rico v Arecibo nedávno zostavilo zoznam kandidátov na analógy Zeme (9). Najčastejšie sa tento typ klasifikácie začína veľkosťou a hmotnosťou, ale je to iluzórne kritérium, napríklad vzhľadom na to, že je nám blízka Venuša, ktorá má takmer rovnakú veľkosť ako Zem a aké podmienky na nej prevládajú. , je známe.

9. Sľubné exoplanéty - potenciálne analógy Zeme, podľa Planetary Habitability Laboratory

Ďalším často citovaným kritériom je, že zemský analóg musí mať podobnú povrchovú geológiu. Najbližšími známymi príkladmi sú Mars a Titan, a hoci existujú podobnosti, pokiaľ ide o topografiu a zloženie povrchových vrstiev, existujú aj významné rozdiely, napríklad teplota.

Koniec koncov, mnohé povrchové materiály a formy krajiny vznikajú len v dôsledku interakcie s vodou (napríklad íl a sedimentárne horniny) alebo ako vedľajší produkt života (napríklad vápenec alebo uhlie), interakcie s atmosférou, sopečnej činnosti. alebo ľudský zásah.

Preto musí byť prostredníctvom podobných procesov vytvorený skutočný analóg Zeme, ktorý má atmosféru, sopky interagujúce s povrchom, tekutú vodu a nejakú formu života.

V prípade atmosféry sa predpokladá aj skleníkový efekt. Nakoniec sa použije povrchová teplota. Je ovplyvnená klímou, ktorá je zase ovplyvnená obežnou dráhou a rotáciou planéty, pričom každá z nich prináša nové premenné.

Ďalším kritériom pre ideálnu obdobu životodarnej zeme je, že musí obieha okolo solárneho analógu. Tento prvok však nemožno úplne ospravedlniť, pretože priaznivé prostredie je schopné poskytnúť miestny vzhľad mnohých rôznych typov hviezd.

Napríklad v Mliečnej dráhe je väčšina hviezd menšia a tmavšia ako Slnko. Jeden z nich bol spomenutý už skôr TRAPPIST-1, sa nachádza vo vzdialenosti 10 svetelných rokov v súhvezdí Vodnára a je asi 2-krát menší a 1.-krát menej jasný ako naše Slnko, no v jeho obývateľnej zóne sa nachádza najmenej šesť terestrických planét. Tieto podmienky sa môžu zdať nepriaznivé pre život, ako ho poznáme, ale TRAPPIST-XNUMX má pravdepodobne pred sebou dlhší život ako naša hviezda, takže život tam má ešte dostatok času na rozvoj.

Voda pokrýva 70% povrchu Zeme a je považovaná za jednu zo železných podmienok existencie nám známych foriem života. Vodný svet je s najväčšou pravdepodobnosťou planéta Kepler-22b, ktorá sa nachádza v obývateľnej zóne hviezdy podobnej slnku, ale je oveľa väčšia ako Zem, jej skutočné chemické zloženie zostáva neznáme.

Vedené v roku 2008 astronómom Michaela Meyerováa z University of Arizona štúdie kozmického prachu v blízkosti novovzniknutých hviezd, ako je Slnko, ukazujú, že 20 až 60 % analógov Slnka máme dôkazy o vzniku kamenných planét v procesoch podobných tým, ktoré viedli k vzniku Zeme.

V roku 2009 bol Alan Boss z Carnegie Institute of Science naznačil, že iba v našej galaxii môže existovať Mliečna dráha 100 miliárd planét podobných Zemih.

V roku 2011 NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), tiež na základe pozorovaní z misie Kepler, dospela k záveru, že približne 1,4 až 2,7 % všetkých hviezd podobných slnku by malo obiehať okolo planét veľkosti Zeme v obývateľných zónach. To znamená, že len v galaxii Mliečna dráha by mohli byť 2 miliardy galaxií a za predpokladu, že tento odhad platí pre všetky galaxie, v pozorovateľnom vesmíre by mohlo byť dokonca 50 miliárd galaxií. 100 kvintiliónov.

V roku 2013 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pomocou štatistickej analýzy ďalších údajov Keplera naznačilo, že existuje aspoň 17 miliárd planét veľkosť Zeme – bez zohľadnenia ich polohy v obytných zónach. Štúdia z roku 2019 zistila, že planéty veľkosti Zeme môžu obiehať jednu zo šiestich hviezd podobných slnku.

Vzor na podobizni

Index podobnosti Zeme (ESI) je navrhovaná miera podobnosti planetárneho objektu alebo prirodzeného satelitu so Zemou. Bol navrhnutý na stupnici od nuly do jedna, pričom Zemi bola priradená hodnota jedna. Parameter má uľahčiť porovnávanie planét vo veľkých databázach.

ESI, navrhnutý v roku 2011 v časopise Astrobiology, kombinuje informácie o polomere planéty, hustote, rýchlosti a povrchovej teplote.

Webová stránka spravovaná jedným z autorov článku z roku 2011, Abla Mendes z University of Puerto Rico, uvádza svoje výpočty indexov pre rôzne exoplanetárne systémy. ESI Mendesa sa vypočíta pomocou vzorca uvedeného v ilustrácia 10kde x_i ich_i0 sú vlastnosti mimozemského telesa vo vzťahu k Zemi, v_i vážený exponent každej vlastnosti a celkový počet vlastností. Bol postavený na základe Breya-Curtisov index podobnosti.

Váha priradená každej vlastnosti, w_i, je akákoľvek možnosť, ktorú je možné vybrať na zvýraznenie určitých funkcií pred ostatnými alebo na dosiahnutie požadovaných prahových hodnôt indexu alebo hodnotenia. Webová stránka tiež kategorizuje to, čo popisuje ako možnosť života na exoplanétach a exo-mesiacoch podľa troch kritérií: poloha, ESI a návrh možnosti udržania organizmov v potravinovom reťazci.

Výsledkom bolo, že sa napríklad ukázalo, že druhý najväčší ESI v slnečnej sústave patrí Marsu a má hodnotu 0,70. Niektoré exoplanéty uvedené v tomto článku presahujú toto číslo a niektoré boli objavené nedávno Tigarden b má najvyššiu hodnotu ESI zo všetkých potvrdených exoplanét, a to 0,95.

Keď hovoríme o Zemi podobných a obývateľných exoplanétach, nesmieme zabudnúť na možnosť obývateľných exoplanét alebo satelitných exoplanét.

Existencia akýchkoľvek prirodzených extrasolárnych satelitov musí byť ešte potvrdená, ale v októbri 2018 Prof. David Kipping oznámili objav potenciálneho exomúnu obiehajúceho okolo objektu Kepler-1625b.

Veľké planéty v slnečnej sústave, ako sú Jupiter a Saturn, majú veľké mesiace, ktoré sú v niektorých ohľadoch životaschopné. V dôsledku toho niektorí vedci navrhli, že veľké extrasolárne planéty (a binárne planéty) môžu mať podobne veľké potenciálne obývateľné satelity. Mesiac dostatočnej hmotnosti je schopný podporovať atmosféru podobnú Titanu, ako aj tekutú vodu na povrchu.

V tomto ohľade sú mimoriadne zaujímavé masívne extrasolárne planéty, o ktorých je známe, že sa nachádzajú v obývateľnej zóne (ako Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b a HD 37124 c), pretože potenciálne majú prirodzené satelity s tekutou vodou na povrchu.

Život okolo červenej alebo bielej hviezdy?

Vyzbrojení takmer dvoma desaťročiami objavov vo svete exoplanét, astronómovia už začali vytvárať obraz o tom, ako by mohla vyzerať obývateľná planéta, hoci väčšina sa zamerala na to, čo už vieme: planéta podobná Zemi obiehajúca okolo žltého trpaslíka. náš. Slnko, klasifikované ako hviezda hlavnej postupnosti typu G. A čo menšie červené M hviezdy, ktorých je v našej Galaxii oveľa viac?

Aký by bol náš dom, keby obiehal okolo červeného trpaslíka? Odpoveď je trochu podobná Zemi a do značnej miery nie podobná Zemi.

Z povrchu takejto imaginárnej planéty by sme v prvom rade videli veľmi veľké slnko. Zdalo by sa, že jeden a pol až trikrát viac, ako máme teraz pred očami, vzhľadom na blízkosť obežnej dráhy. Ako už názov napovedá, slnko bude svietiť na červeno kvôli svojej nižšej teplote.

Červení trpaslíci sú dvakrát teplejší ako naše Slnko. Takáto planéta sa môže spočiatku zdať Zemi trochu cudzia, no nie šokujúca. Skutočné rozdiely sa prejavia až vtedy, keď si uvedomíme, že väčšina týchto objektov rotuje synchronizovane s hviezdou, takže jedna strana je vždy otočená k svojej hviezde, ako to robí náš Mesiac k Zemi.

To znamená, že druhá strana zostáva skutočne tmavá, keďže nemá prístup k svetelnému zdroju – na rozdiel od Mesiaca, ktorý je z druhej strany mierne osvetlený Slnkom. V skutočnosti sa všeobecne predpokladá, že časť planéty, ktorá zostala vo večnom dennom svetle, zhorí a tá, ktorá sa ponorí do večnej noci, zamrzne. Avšak... nemalo by to tak byť.

Astronómovia roky vylučovali oblasť červeného trpaslíka ako lovisko Zeme, pretože verili, že rozdelenie planéty na dve úplne odlišné časti nespôsobí, že by sa žiadna z nich stala neobývateľnou. Niektorí však poznamenávajú, že atmosférické svety budú mať špecifickú cirkuláciu, ktorá spôsobí hromadenie hustých oblakov na slnečnej strane, aby sa zabránilo intenzívnej radiácii spáliť povrch. Cirkulujúce prúdy by tiež distribuovali teplo po celej planéte.

Okrem toho by toto zahusťovanie atmosféry mohlo poskytnúť dôležitú ochranu počas dňa pred ďalšími rizikami žiarenia. Mladí červení trpaslíci sú počas prvých niekoľkých miliárd rokov svojej činnosti veľmi aktívni, vyžarujú svetlice a ultrafialové žiarenie.

Hrubé oblaky pravdepodobne ochránia potenciálny život, hoci hypotetické organizmy sa skôr schovávajú hlboko v planetárnych vodách. V skutočnosti sa dnes vedci domnievajú, že žiarenie, napríklad v ultrafialovom pásme, nebráni rozvoju organizmov. Veď raný život na Zemi, z ktorej vznikli všetky nám známe organizmy, vrátane homo sapiens, sa vyvinul v podmienkach silného UV žiarenia.

To zodpovedá podmienkam akceptovaným na nám známej najbližšej exoplanéte podobnej Zemi. Astronómovia z Cornell University tvrdia, že život na Zemi zažil silnejšie žiarenie, než aké je známe Proxima-b.

Proxima-b, ktorá sa nachádza len 4,24 svetelných rokov od slnečnej sústavy a je najbližšou kamennou planétou podobnou Zemi, akú poznáme (hoci o nej nevieme takmer nič), dostáva 250-krát viac röntgenového žiarenia ako Zem. Na svojom povrchu môže zažiť aj smrteľné úrovne ultrafialového žiarenia.

Predpokladá sa, že podmienky podobné Proxime-b existujú pre TRAPPIST-1, Ross-128b (takmer jedenásť svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Panna) a LHS-1140b (štyridsať svetelných rokov od Zeme v súhvezdí Cetus). systémov.

Ďalšie predpoklady sa týkajú výskyt potenciálnych organizmov. Keďže tmavočervený trpaslík by vyžaroval oveľa menej svetla, existuje hypotéza, že ak by planéta, ktorá okolo neho obieha, obsahovala organizmy podobné našim rastlinám, museli by absorbovať svetlo v oveľa širšom rozsahu vlnových dĺžok kvôli fotosyntéze, čo by znamenalo, že „exoplanéty“ by mohli byť podľa nás takmer čierny (pozri tiež: ). Tu je však vhodné si uvedomiť, že na Zemi sú známe aj rastliny s inou farbou ako zelenou, ktoré svetlo pohlcujú trochu inak.

V poslednej dobe sa výskumníci zaujímajú o inú kategóriu objektov - bielych trpaslíkov, veľkosťou podobných Zemi, ktorí nie sú striktne hviezdami, ale vytvárajú okolo nich relatívne stabilné prostredie, vyžarujúce energiu na miliardy rokov, čo z nich robí zaujímavé ciele pre exoplanetárny výskum. .

Ich malá veľkosť a v dôsledku toho veľký tranzitný signál možnej exoplanéty umožňuje pozorovať potenciálne skalnaté planetárne atmosféry, ak nejaké existujú, teleskopmi novej generácie. Astronómovia chcú využívať všetky vybudované a plánované observatóriá, vrátane teleskopu Jamesa Webba, pozemného Extrémne veľký ďalekohľadako aj budúcnosť pôvod, HabEx i LOUVOIRak vzniknú.

V tejto úžasne sa rozširujúcej oblasti výskumu, výskumu a prieskumu exoplanét existuje jeden problém, ktorý je v súčasnosti bezvýznamný, ale časom sa môže stať naliehavým. No, ak sa nám vďaka stále pokročilejším prístrojom konečne podarí objaviť exoplanétu – dvojča Zeme, ktoré spĺňa všetky zložité požiadavky, naplnené vodou, vzduchom a teplotou tak akurát, a táto planéta bude vyzerať „voľne“ , potom bez technológie, ktorá umožňuje letieť tam v nejakom rozumnom čase, uvedomujúc si, že to môže byť muka.

Ale, našťastie, zatiaľ takýto problém nemáme.