Telescopul spațial Kepler a descoperit 20 de noi exoplanete care orbitează în jurul stelelor slabe. Cinci dintre ele se află în zona locuibilă. Adică acolo unde poate exista apă lichidă și viața însăși. Echipa Kepler a anunțat acest lucru la o întâlnire comună a filialei de cercetare planetară a Societății Americane de Astronomie și a Congresului Planetar European.
Planete noi de mărimea Pământului, uneori puțin mai mici, alteori mai mari, ca Neptun (acestea se numesc super-pământuri). Ele sunt destul de potrivite pentru a locui acolo chiar și pentru noi, fără a se îndoi de atracția excesivă și fără a zbura în spațiu de o ușurință extraordinară. Ele se învârt în jurul unor stele foarte mici - pitici portocalii și roșii din clasele K și M. Aceste stele sunt paraziți care împiedică oamenii de știință să observe ceva semnificativ. Deci, în orice caz, Courtney Dressing, astronomul din Caltech care a prezentat descoperirea, i-a numit.
Sunt într-adevăr omniprezente: până la trei sferturi din stelele din Galaxy sunt pitici roșii. Aproximativ 250 sunt aproape, la 30 de ani-lumină de Soarele nostru (ceea ce este imens în comparație cu ei, de zece ori mai mult). Courtney însăși, tânără și drăguță, insistă ca planetele locuibile să fie căutate lângă astfel de stele slabe. În ultimii ani, acest lucru a devenit ceea ce se numește acum o tendință sau mainstream.
Deci, piticii roșii. Stelele slabe, care reprezintă mai puțin de zece procente din masa solară în masă, iar temperatura fotosferei lor este de 3500 kelvin și mai mică, ceea ce reprezintă aproape jumătate din cea a Soarelui. Cu toate acestea, ipotetic, pot trăi încă un trilion de ani, care depășește orizontul celei mai violente imaginații. Întregul univers a început acum doar 13,8 miliarde de ani. În acest timp, multe stele s-au născut și au murit, iar piticii intenționează să existe de sute de ori mai mult. Niciunul dintre fizicieni nu se va angaja să prezică ce se va întâmpla cu lumea atât de mult timp, dar dacă totul rămâne „ca înainte”, atunci viața în stelele din clasa M poate apărea cu o probabilitate mare. Dacă nu a fost deja conceput.
Kepler-20f este o exoplanetă care orbitează steaua Kepler-20 din constelația Lyra. Masă - 0,66 mase terestre. Orbita este a patra de la steaua părinte. Un an pe planetă durează 19 zile de pe pământ
Foto: misiunea NASA / Kepler
În căutarea vieții extraterestre, speranțele pământenilor alternează cu dezamăgirile. Nimeni nu scrie mesaje către mintea pământească de la extraterestru, nicăieri nu vedem urme clare chiar și de organisme primitive. Sperând pe Marte - aproape oprit. Acum sperăm în Europa, luna lui Jupiter. Dar mai ales speranța, desigur, se află în exoplanete (planete care orbitează o stea care nu este Soarele).
Video promotional:
Prima exoplanetă a fost descoperită de astronomul polonez Alexander Wolschan în 1990. El a calculat că una dintre stelele cu neutroni are două planete mai mari decât Pământul: una de 3,4 ori, cealaltă 2,8. De atunci, multe planete au fost descoperite lângă alte stele, iar astăzi, împreună cu candidații (semnale încă nu confirmate), sunt cunoscute aproximativ cinci mii dintre ele.
Atunci care este senzația? Faptul că mai multe planete s-au dovedit a fi atât asemănătoare Pământului ca mărime, cât și ca zonă locuibilă. Astfel de descoperiri sunt încă rare, deși există sentimentul că iată că a început. De exemplu, vara, o planetă asemănătoare pământului a fost găsită lângă cea mai apropiată stea de noi - pitica roșie Proxima Centauri. Acesta a fost calculat din observațiile de la Observatorul La Silla din Chile.
Dar telescopul Kepler rămâne principalul furnizor de știri despre lumi din afara sistemului solar. De ce a început recent să găsească atât de multe planete și super-pământ de dimensiunea Pământului? Roman Rafikov, profesor de astrofizică la Universitatea din Cambridge (Marea Britanie) și Institutul pentru Studii Avansate (Princeton, SUA) a răspuns acestei întrebări jurnalului nostru:
- Nu aș spune că aceasta este o tendință recentă. Kepler le-a deschis aproape de la începutul misiunii, iar acest lucru este deja de cinci ani. Bineînțeles, el a fost primul care a găsit planete mari precum Jupiter, care dau cel mai puternic semnal pe măsură ce trec pe discul stelei. Un semnal de tranzit de pe o planetă precum Pământul este semnificativ, de 100 de ori, mai slab, prin urmare, pentru astfel de evenimente, trebuie să urmăriți multe tranzite pentru a colecta statistici. A durat ceva timp, dar de la începutul misiunii, Kepler a dat planete precum Neptun și de dimensiuni similare Pământului.
O parte a sistemului optic al telescopului spațial Kepler
Foto: misiunea NASA / Kepler
Observațiile stelelor cu o masă mai mică decât Soarele sunt bune, deoarece în timpul tranzitului, o planetă mică acoperă cea mai mare parte a discului stelei decât în timpul tranzitului unei stele precum Soarele. Și anume, scăderea relativă a luminozității stelei este un semnal în timpul tranzitului. Prin urmare, este întotdeauna mai ușor să găsești chiar și mici planete acolo. Există proiecte speciale, de exemplu MEarth, care se specializează doar în astfel de sisteme.
Există viață acolo? Întrebarea din stadiul actual al cercetării este împărțită în două. În primul rând: este posibil acolo, în principiu? În al doilea rând: suntem capabili să îl detectăm?
Să începem cu primul. Zona locuibilă este un concept destul de primitiv. Este doar zona din jurul stelei, în interiorul căreia apa de pe suprafața planetei poate exista sub formă lichidă. Nu prea aproape pentru ca apa să se transforme în abur și nici prea departe pentru a îngheța. Există apă - există reacții biochimice în celule. Am introdus acest concept din simplul motiv că nu am văzut nicio altă viață în afară de cea pământească. Prin urmare, căutăm unul similar.
Piticii roșii sunt stele slabe și reci. Zona lor locuibilă este mult mai apropiată decât cea a Soarelui. Dacă am trăi acolo, Pământul ar trebui să se miște în interiorul orbitei lui Mercur pentru a obține suficientă căldură. Și ar exista probleme. Cea mai evidentă este radiația: raze X, rachete puternice. Numai atmosfera și, în caz de erupții, câmpul magnetic pot proteja împotriva acestui lucru.
O altă problemă este gravitația unui luminar din apropiere. Forțele sale de maree pot încetini rotația planetei în același mod în care Pământul a încetinit Luna (motiv pentru care satelitul nostru este întors întotdeauna cu o parte spre noi). Apoi, ar exista întotdeauna o zi fierbinte pe o parte a planetei și o noapte cosmică înghețată pe cealaltă. Astfel de condiții, desigur, nu contribuie la apariția vieții, dar există o opțiune atunci când planeta cade în rezonanță cu gravitația stelei și se rotește, așa cum sa întâmplat cu Mercur. A treia problemă este vântul stelar: fluxurile de particule încărcate care scapă dintr-o pitică roșie ar putea pur și simplu sufla atmosfera în spațiu timp de miliarde de ani.
Planeta Proxima b se învârte în jurul stelei Proxima Centauri din zona locuibilă
Foto: ESA / Hubble și NASA
Există modele pentru a evita aceste dificultăți. Și din moment ce există modele, atunci undeva în Galaxy ar putea fi realizate. Mai ales atunci când luați în considerare numărul de stele mici și planete din jurul lor (conform estimărilor moderne, există zeci, dacă nu sute de miliarde).
Să presupunem că există viață pe una dintre aceste planete, care este similară în biochimie cu Pământul. Care sunt semnele pentru a o găsi? Răspunsul este acesta: dovediți mai întâi prezența apei lichide și a unei atmosfere și apoi căutați biomarkeri, dintre care primul este oxigenul liber. Faptul este că oxigenul din atmosferă poate apărea aproape exclusiv ca urmare a fotosintezei de către organismele vii. Desigur, procesele fizice și chimice îl creează, dar nu în astfel de cantități. Mai multe condiții trebuie îndeplinite pentru ca acest gaz să apară singur. În general, dacă există oxigen în atmosferă, atunci șansele de locuință sunt mult crescute. Până în prezent, nu au fost găsite astfel de planete. Este posibil, în principiu, să le studiem atmosferele? Prin urmare - cu telescoape terestre și observatoare din apropierea spațiului?
„Se pare că ceva este deja posibil acum”, spune Roman Rafikov. - De exemplu, sistemul recent descoperit TRAPPIST-1 conține trei planete cu o dimensiune de ordinul Pământului, care orbitează pe orbite scurte - o zi și jumătate și două zile pentru două planete interioare - în jurul unei stele pitice. Masa sa este de 8%, iar raza sa este de 11% din solar, luminozitatea este de 2000 de ori mai mică decât cea a Soarelui. În acest caz, steaua este la 40 de ani lumină de noi, foarte aproape.
Recent, o echipă internațională de cercetători a folosit Telescopul Spațial Hubble pentru a studia atmosferele acestor planete folosind spectroscopia de transmisie. În această metodă, observațiile sunt efectuate în timpul tranzitului - se măsoară absorbția luminii stelelor în atmosfera planetei la lungimi de undă corespunzătoare elementelor chimice din ea. Aceasta este o observație foarte dificilă, deoarece este implicată doar o mică parte din atmosferă la nivelul membrelor planetei. În acest caz, pentru a amplifica semnalul, observatorii au așteptat până când ambele planete interioare - care stau în zona locuibilă - au trecut prin discul stelei în același timp. Semnalul lor combinat a fost măsurat. Buna idee.
Rezultatul a arătat că aceste planete nu pot conține atmosfere extinse de hidrogen fără nori. Dar mai rămân alte posibilități - de exemplu, o atmosferă puternic tulbure, cum ar fi cea venusiană sau o atmosferă de vapori de apă. Deci, domeniul de aplicare pentru cercetarea ulterioară a acestui sistem planetar este imens.
În viitor, noul telescop cu infraroșu american JWST (Telescopul spațial James Webb, este planificat să fie operațional în 2018) va face astfel de observații mai mult sau mai puțin de rutină.
Bine? Ne ținem pumnii. Așteptăm.
Oglinzi ale telescopului spațial JWST (Telescop spațial James Webb)
Foto: NASA
