За последние десятилетия астрономы нашли тысячи экзопланет, но ни одна из них так и не стала точной копией Земли. Учёные уверены: причина не в редкости таких миров, а в сложности их обнаружения. Новый астрономический проект может впервые изменить эту ситуацию. Об этом сообщает Science News.
Почему двойник Земли до сих пор не найден
Современные методы поиска экзопланет лучше всего подходят для обнаружения крупных объектов, вращающихся близко к своим звёздам. Газовые гиганты и массивные каменистые планеты легко "выдают себя" заметными гравитационными колебаниями светила. Землеподобные миры, напротив, создают слишком слабый сигнал.
Планета размером с Землю, обращающаяся по орбите, похожей на земную, вызывает едва заметные смещения спектра звезды примерно раз в год. Этот эффект теряется на фоне собственных колебаний звёздной поверхности, что делает задачу сопоставимой с попыткой разглядеть светлячка на фоне костра.
"Мы хотим найти планету, похожую на Землю. Тот факт, что у нас нет ни одной системы, похожей на Землю, очень расстраивает", — говорит астрофизик Кембриджского университета Дидье Келоз.
Проект Terra Hunting и новая стратегия наблюдений
Эксперимент Terra Hunting стартует на Канарских островах и станет первым длительным и систематическим поиском землеподобных планет у солнцеподобных звёзд. В центре проекта — спектрограф HARPS3, способный фиксировать движение звезды со скоростью около 10 сантиметров в секунду.
Прибор установлен на модернизированном телескопе 1960-х годов, который оказался технически надёжным и идеально подходящим для высокоточных измерений. В течение 10 лет автоматизированная система будет каждую ночь наблюдать одни и те же 50 звёзд, максимально похожих на Солнце.
"Чтобы подавить шум и увидеть сигнал планеты, нужно проводить измерения каждую ночь в течение десяти лет", — поясняет астрофизик Кларк Бейкер.
Зачем нужны планеты, похожие на Землю
Поиск таких миров важен не только для астрономии, но и для астробиологии. Известные экзопланетные системы часто сильно отличаются от Солнечной: красные карлики испускают мощные вспышки, а планеты возле них находятся в приливном захвате.
Учёные считают, что наибольшие шансы найти жизнь есть у планет земного типа в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце, где возможно существование жидкой воды. Именно такие миры Terra Hunting рассчитывает выявить для будущих миссий.
Известные экзопланеты и потенциальные аналоги Земли
Большинство уже открытых экзопланет — массивные объекты с короткими орбитами и экстремальными условиями. Потенциальные аналоги Земли, напротив, меньше по размеру, обращаются дальше от звезды и требуют длительных наблюдений. Разница между ними заключается не только в массе и температуре, но и в возможности сравнивать их с условиями нашей планеты.
Плюсы и минусы проекта Terra Hunting
Долгосрочный эксперимент по поиску землеподобных планет открывает новые горизонты для науки, но одновременно связан с серьёзными ограничениями и рисками, характерными для фундаментальных исследований.
Плюсы:
- систематический и длительный подход: наблюдения одних и тех же звёзд в течение десяти лет повышают шанс обнаружения слабых сигналов;
- высокая точность измерений благодаря спектрографу HARPS3, способному фиксировать минимальные колебания звёзд;
- фокус на солнцеподобных звёздах, что приближает условия поиска к параметрам Солнечной системы;
- вклад в понимание формирования планетарных систем, даже если землеподобные планеты не будут найдены;
- создание базы данных, полезной для будущих космических миссий и телескопов;
- развитие технологий, которые могут применяться в других астрономических проектах.
Минусы:
- крайне высокая длительность проекта — первые значимые результаты могут появиться лишь через годы;
- зависимость от погодных условий и стабильности оборудования на протяжении десятилетия;
- ограниченное число наблюдаемых звёзд, что снижает статистическую выборку;
- высокая стоимость разработки, обслуживания и эксплуатации оборудования;
- риск того, что даже при идеальной работе телескопа землеподобные планеты не будут обнаружены;
- сложность интерпретации данных из-за «шума», создаваемого самой звездой, а не планетами.
Как ищут землеподобные планеты
- Выбирают звёзды, максимально похожие на Солнце.
- Проводят регулярные спектральные измерения.
- Фиксируют микроскопические колебания звёзд.
- Отделяют сигнал планеты от звёздного шума.
- Подтверждают находку многолетними наблюдениями.
Популярные вопросы о поиске двойника Земли
Сколько планет уже найдено за пределами Солнечной системы?
Более 6000 экзопланет, но ни одна не является полной копией Земли.
Почему поиск занимает так много времени?
Землеподобные планеты создают слабый сигнал и имеют длинный период обращения.
Что будет, если Terra Hunting ничего не найдёт?
Учёные считают, что и такой результат будет важным и изменит понимание уникальности Земли.