Само собой разумеется, что самая похожая на Землю планета, которую мы знаем, — это Земля. За исключением сценария, в котором много Земель существует в гипотетической мультивселенной, это единственный вариант, который у нас есть.
Качества, которые делают нашу планету похожей на Землю, — среди прочего, ее скалистость и масса — важны для исследователей, ищущих другие миры, подобные нашему. Другие галактики могут быть полны братьев и сестер Земли: фактически, данные свидетельствуют о том, что может быть столько, сколько одна планета, похожая на Землю, на каждые пять звезд, подобных Солнцу, только в Млечном Пути.
Земля — наш дом, что делает ее особенной. Но таких, как он, может быть бесчисленное множество, ожидающих своего появления или даже рождения. Продолжающаяся охота на похожие на Землю миры, особенно в течение следующих нескольких десятилетий, надеется пролить свет на то, насколько обычной и необычной может быть наша планета.
Что такое земной мир?
Хотя есть некоторые основные требования, чтобы мир считался похожим на Землю, в целом трудно сузить определение.
Мы знаем, что масса является ключевым моментом, когда дело доходит до идентификации миров, подобных Земле: некоторые исследования показывают, что объекты, в 1, 6 раза превышающие размер Земли, с большей вероятностью будут газообразными, что делает их менее похожими на нашу планету.
«Обычно мы классифицируем планеты по их массивности», — сказала Кейтлин Расмуссен, астрофизик из Мичиганского университета. «Нет категории ниже Земли, поэтому даже если есть что-то размером с Меркурий, мы все равно назовем это «Землей».
Масса имеет решающее значение для обнаружения миров, подобных нашему, но есть и другие факторы, которые следует учитывать, например, обитаемая зона звезды: не слишком горячая и не слишком холодная область, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Вот где вещи становятся немного более нюансированными.
«Я думаю, что это спектр», — сказала астрофизик Мойя Мактир, защитившая докторскую диссертацию по обитаемости экзопланет. «Есть точки, которые вы можете пройти, чтобы сделать планету более похожей на Землю, и я бы сказал, что масса или радиус являются одними из критериев. Нахождение в обитаемой зоне звезды также важно. В мире должна быть вода и атмосфера — не такая разреженная, как на Марсе, но и не пухлая, как у Нептуна».
Даже с этими рекомендациями есть серая зона. Например, некоторые исследователи утверждают, что планета не может быть похожа на Землю, если только она не вращается вокруг Солнца, подобного нашему, то есть звезды главной последовательности G-типа.
Раскрытие того, что на самом деле означает быть «похожим на Землю», вызывает множество научных и философских вопросов. Хотя определение этого термина довольно сложно, есть некоторые миры, которые подходят под это описание или, по крайней мере, его части.
Kepler-186f: вторая Земля
KEPLER-186F Концепция художника изображает Kepler-186f, первую подтвержденную планету размером с Землю, вращающуюся вокруг далекой звезды в обитаемой зоне — диапазоне расстояний от звезды, на котором жидкая вода может скапливаться на поверхности вращающейся планеты. Изображение: НАСА / Ames / JPL-Caltech / Т. Пыл
Интересные миры, похожие на Землю
Первые экзопланеты — миры, вращающиеся вокруг звезд помимо нашей — были обнаружены в 1990-х годах. По большому счету, ну, все, это совсем недавно.
Впечатляет, как много ученые смогли узнать об этих далеких мирах за такое короткое время. С помощью наземных и космических телескопов исследователи нашли около 4000 подтвержденных экзопланет и тысячи других кандидатов. Относительно небольшое количество этих миров имеет сходство с Землей.
- Некоторые из них:
Кеплер-186f
В 2014 году космический телескоп НАСА «Кеплер» обнаружил первый мир размером с Землю в обитаемой зоне другой звезды. Планета, получившая название Kepler-186f, расположена примерно в 500 световых годах от Земли в созвездии Лебедя.
Kepler-186f — примечательное место в поисках жизни. Мактир ранее изучал эксцентриситет орбиты Kepler-186f, чтобы узнать о потенциальной обитаемости планеты.
«Даже если он проводит часть своего года в обитаемой зоне, если орбита Kepler-186f слишком эксцентрична, у него будут большие перепады температуры», — сказал Мактир. «Но в ходе своего исследования я обнаружил, что эксцентриситет Kepler-186f довольно близок к нулю. Он не испытывает больших перепадов температуры, поэтому он, скорее всего, пригоден для жизни».
Кеплер-452b
НАСА пока считает экзопланету Kepler-452b и ее звезду ближайшим аналогом нашей планеты и Солнца. Хотя Kepler-452b на 60 % больше Земли в диаметре, считается, что она каменистая и находится в обитаемой зоне звезды G-типа, похожей на нашу.
ТРАППИСТ-1
Расположенная примерно в 40 световых годах от нас система TRAPPIST-1 быстро и по праву вызвала большой интерес. Мало того, что все семь планет в системе кажутся скалистыми и размером с Землю, три из них расположены в обитаемой зоне своей звезды. В то время как жидкая вода теоретически может скапливаться на TRAPPIST-1e, f и g, другие планеты, вероятно, находятся слишком близко или далеко от своего солнца, чтобы находиться в этой «зоне Златовласки».
Хотя на TRAPPIST-1 есть несколько интересных перспектив, его планеты не являются давно потерянными близнецами Земли. Некоторые исследования, основанные на компьютерном моделировании, предполагают, что даже обитаемые планеты TRAPPIST-1 могли развиваться подобно Венере, что делало их слишком горячими для размещения воды. TRAPPIST-1e может быть единственной планетой в системе, все еще пригодной для жизни, но без дополнительных данных это невозможно подтвердить.
Система ТРАППИСТ-1
СИСТЕМА TRAPPIST-1 Представление художника с экзопланетами в масштабе между друг другом и красной карликовой звездой-хозяином.
С 2009 года члены и сторонники Планетарного общества помогают астроному Йельского университета Дебре Фишер и другим ученым улучшать технологии поиска экзопланет. Узнайте больше о стремлении Фишера найти 100 миров, похожих на Землю.
Будущее поиска земного мира
Чтобы лучше предсказать пригодность для жизни похожих на Землю миров, исследователям экзопланет необходимо понять атмосферу вокруг них. Для этого нужны очень мощные инструменты, и, к счастью, они скоро появятся.
«Через 10 лет у нас будут смехотворно хорошие телескопы», — сказал Расмуссен. «Они будут примерно 30 метров в поперечнике, 40 метров в поперечнике, тогда как самый большой из них, который у нас есть сейчас, составляет около 10 метров в поперечнике». Римский космический телескоп НАСА, который должен быть запущен где-то в середине 2020-х годов, является одним из таких телескопов: он отправится в пятилетнее путешествие, чтобы идентифицировать 2500 новых экзопланет.
Еще раньше будет запущен космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST), который станет одним из самых мощных охотников за экзопланетами. Важной и явной частью его миссии является изучение атмосферы вокруг миров, подобных Земле. Кроме того, он будет искать биосигнатуры — газы, связанные с прошлой или настоящей жизнью.
Есть что-то глубоко унизительное в том, чтобы искать в отдаленных мирах что-то общее с нашим собственным. Чтобы такая планета, как наша, существовала, требуется множество определенных обстоятельств. Мысль о том, что эта точность может повторяться, не умаляет того, насколько Земля особенная; это увеличивает вероятность того, что жизнь может процветать где-то еще. Это честь быть таким простым.
