Зачем изучать экзопланеты?
На протяжении веков вымышленные изображения планет, вращающихся вокруг других звезд, будоражили наше воображение. Фантасты рисовали картины других экзотических миров - от пустынного мира Арракис в "Дюне" до пышных джунглей планеты Дагоба в "Звездных войнах".
Теперь мы знаем, что миры за пределами нашей Солнечной системы - известные как экзопланеты - действительно существуют. На самом деле, их очень много: Ученые обнаружили уже более 5 000 экзопланет и считают, что большинство звезд имеют свои собственные солнечные системы. По оценкам астрономов, в нашей Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик, в каждой из которых сотни миллиардов звезд. И если вокруг большинства звезд есть одна или несколько планет, то во Вселенной могут существовать миллиарды триллионов планет.
Каждое открытие экзопланеты позволяет узнать что-то новое о том, как устроена Вселенная. Когда мы изучали только восемь планет нашей Солнечной системы, у нас было ограниченное представление о том, какие планетные системы существуют в космосе. Теперь, когда в каталог внесено более 5 000 экзопланет, разнообразие миров поражает воображение. Астрономам даже иногда удается наблюдать за формированием других планетных систем, что дает подсказки о том, как образовалась наша Солнечная система.
Есть много причин для изучения экзопланет, но, возможно, самая убедительная из них заключается в том, что мы можем найти другой мир, где обитают живые организмы. Если мы обнаружим жизнь за пределами Земли, это может изменить ход истории человечества. А благодаря постоянному прогрессу в исследовании экзопланет, это открытие может произойти уже в ближайшие десятилетия.
Как астрономы изучают экзопланеты?
Даже через самый мощный телескоп наземного или космического базирования звезды выглядят как крошечные яркие точки. Планеты еще меньше, и их очень трудно заметить рядом с яркими звездами-хозяевами. Поэтому ученые полагаются на косвенные методы, такие как наблюдение за самими звездами в поисках признаков того, что вокруг них могут вращаться планеты.
И если раньше ученым удавалось только выявить наличие планеты у звезды, то сейчас технологии позволяют определить не только основные характеристики экзопланет, такие как их масса и диаметр, но и то, является ли эта планета твердой или газообразной, и имеется ли водяной пар в ее атмосфере.
Активные миссии по изучению экзопланет
1. Космический телескоп Хаббл
2. CHaracterising ExOPlanet Satellite (CHEOPS)
3. Спутник для исследования транзитных экзопланет (TESS)
4. Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST)
Планируемые миссии по исследованию экзопланет
1. Космический телескоп имени Грейс Нэнси Роман
Новая миссия НАСА под названием космический телескоп имени Грейс Нэнси Роман - это миссия по исследованию экзопланет, которая должна быть запущена уже в 2025 году. Ожидается, что обсерватория будет способна обнаружить скалистые миры размером с Землю вокруг далеких звезд.
Ведь одна из главных целей исследования экзопланет - это поиск планет, похожих на Землю. Часто можно услышать термин "землеподобный", используемый для описания миров, похожих на наш собственный. Как правило, это означает, что на планете может быть жидкая вода и атмосфера, способная поддерживать жизнь в том виде, в котором мы ее знаем. И хотя жизнь на других планетах может неузнаваемо отличаться от той, которую мы знаем здесь, на Земле, все же имеет смысл начать поиски с миров, похожих на наш собственный.
Кстати, "землеподобная" и "земного размера" – это не одно и то же; ведь если планета примерно такого же размера, как Земля, это еще не значит, что на ней может существовать жизнь (к примеру, Венера).
Как ученые ищут планеты, похожие на Землю?
Самое главное условие для существования воды в жидком состоянии - это расположение планеты по отношению к своей звезде. Ученые называют область вокруг звезды, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода, обитаемой зоной: эта зона располагается не слишком близко к звезде, чтобы вода вся испарилась, и не слишком далеко от звезды, чтобы она вся замерзла.
Современные технологии позволяют определить, находится ли планета в обитаемой зоне своей звезды, по расстоянию планеты от звезды-хозяина и по температуре этой звезды. Очевидно, что у более крупной и горячей звезды зона обитаемости находится дальше, чем у меньшей и холодной звезды.
В обитаемой зоне звезд, расположенных прямо здесь, в нашей галактике Млечный Путь, может находиться до 40 миллиардов планет. На данный момент ученые нашли около 20.
Как выяснить, действительно ли планета в обитаемой зоне является обитаема?
Если бы мы могли исследовать нашу собственную планету с расстояния в несколько сотен световых лет, то мы могли бы определить, что Земля - это маленькая каменистая планета, находящаяся в обитаемой зоне Солнца.
Затем мы могли бы поискать признаки наличия воды в атмосфере Земли, чтобы убедиться, что это не сухая и пустынная планета, как Марс.
На основании этого можно будет сделать вывод, что Земля была пригодна для жизни. Но чтобы определить, была ли жизнь на ее поверхности, нужно будет найти в атмосфере планеты газы, такие как озон, которые являются побочными продуктами жизни. Современные телескопы пока, к сожалению, не смогут этого сделать, но несколько будущих космических телескопов, разрабатываемых сейчас, смогут это сделать.
Но даже обнаружив озон в атмосфере планеты, нельзя будет с уверенностью сказать, что мы обнаружили жизнь. В конце концов, может потребоваться что-то вроде телескопа, использующего гравитацию нашего Солнца в качестве гигантской линзы, чтобы получить четкое изображение экзопланеты и увидеть признаки жизни на ее поверхности. Пока такой способ получения изображений далеких миров может казаться невероятным, но технологии не стоят на месте, и то, что казалось невозможным каких-то 20 лет назад, стало обыденностью для тех, кто живет сейчас. Так что вполне возможно, что технологии, позволяющие отобразить поверхность далекой экзопланеты, будут доступны человечеству уже совсем скоро.
