В то время как современные космические телескопы не имеют идеальных навыков для обнаружения Земли, астрономы начинают понимать, как часто подобные миры могут появляться в космосе. Комбинируя окончательные наборы данных с космического корабля НАСА « Кеплер», обнаружившего экзопланету, с другими недавними исследованиями, команда астрономов вычислила самую сильную из таких оценок: посещение где-то между тремя и тремя дюжинами солнечных систем, говорят они, и вы, вероятно, встретите в хотя бы одна Земля. Они надеются, что их результаты послужат основой для проектирования будущих телескопов-охотников на экзопланетах, а также для нашего понимания шансов жизни, которые, как мы знаем, существуют в других местах.
Текущий глаз НАСА, ищущий экзопланету в небе, - это транзитный спутник обзора экзопланет (ТСОЭ), который ищет контрольное звездное затемнение, которое указывает на то, что планета прошла перед своей звездой. Его камеры охватывают большую часть неба, отдавая приоритет ближайшим солнечным системам, достаточно близким для того, чтобы космический телескоп Хаббл и предстоящий космический телескоп Джеймса Уэбба могли рассмотреть поближе.
ТСОЭ уже нашел более 1000 потенциальных («кандидатов») планет, и НАСА ожидает, что он найдет еще около 20 000. Из них, возможно, 500 будут размером с Землю , но почти никто не будет похож на Землю . Астрономы должны определить три димминга или транзита, чтобы убедиться, что они смотрят на орбитальную планету (а не на случайное пылевое облако или мерцание), поэтому частое сканирование ТСОЭ дает время найти только планеты, которые летают вокруг своей звезды в вопрос дней или недель, а не лет.
Спутник также нацелен на крутых звезд красных карликов. Они намного превосходят по численности более яркие звезды типа «G», такие как наше Солнце, что делает их отличным фокусом для огромного рейса экзопланет, но они, возможно, не создают дружелюбных домов для жизни. Чтобы вращаться по орбите внутри своей так называемой обитаемой зоны, где планеты получают достаточно энергии, чтобы вода не замерзла и не закипела, планеты должны сгрудиться рядом со звездой, что мы можем считать территорией Меркурия.
Называя эти зоны карликовых звезд Златовласка «пригодными для жизни», однако, попахивает оптимизмом. Планеты там могли бы наслаждаться приятными температурами, но соседняя звезда также наполнила бы их ультрафиолетовым излучением и солнечными вспышками, которые могли бы раздеть атмосферу и зажечь появляющиеся микробы. Организмы могут найти способы выжить, но им придется стать творческими .
Предыдущий флагманский космический корабль НАСА, Кеплер, был настроен на более яркие, похожие на солнце звезды. В течение многих лет он немигающе смотрел на одно и то же пятно неба размером с луну, собирая световые провалы, необходимые для идентификации экзопланет. Однако примерно через четыре года, в то время как Кеплер наблюдал достаточно долго, чтобы начать ловить третий и четвертый транзитные звёзды, занимающие на орбите сотни дней, часть, необходимая для поддержания его стабильности, сломалась .
Крис Берк , астроном из Массачусетского технологического института, который ранее работал над миссией Кеплера и теперь связан с ТСОЭ, сравнивает задачу с проведением переписи. Ты считаешь всех, кого можешь, и очень тщательно обдумываешь, кого ты не можешь достичь и почему. «Ваша перепись никогда не бывает полной, - говорит он, - вы должны понимать, где вы скучаете по людям».
В случае с Цу и его сотрудниками это означало глубокое понимание сильных и слабых сторон космического корабля Кеплер. Поиск тусклой звезды теоретически прост, но на практике вам нужно беспокоиться о битых пикселях, ложных тревогах, двойных звездах, маскирующихся под планеты, о том, насколько точно вы знаете размер каждой звезды, и о множестве других сложностей. «Каждая из этих мелочей будет определять эти обнаружения», - говорит Берк, и вам нужно научиться выяснять, какие планеты были выбиты в процессе обнаружения, а какие на самом деле было слишком трудно увидеть.
Что касается того, когда астрономы действительно найдут одного из этих земных близнецов, ни Цу, ни Берк не ожидают скорого открытия. Цу указывает, что эта оценка описывает частоту реальных планет, подобных Земле, и что число, которое должно пройти перед их звездой под прямым углом, чтобы мы могли их обнаружить, будет меньше. Он надеется, что исследователи создадут телескопы следующего поколения с учетом этих реалий. «Мы хотим иметь хорошее представление о том, сколько планет мы ожидаем найти, - говорит он, - поэтому мы не тратим пару миллиардов долларов на разработку космического корабля с нулевым выходом».
Но для истинного преемника Кеплера, способного захватить настоящего земного близнеца, охотникам за экзопланетами придется подождать, по крайней мере, до 2030-х годов, когда такие концептуальные инструменты, как Большая ультрафиолетовая оптическая инфракрасная съемка могли бы летать. Эти бегемоты попытались бы сделать снимки экзопланеты напрямую, заблокировав подавляющий свет звезды-хозяина.