Астрономи обявиха откриването на нова екзопланета Кеплер-186F. Размерът му е сравним с размера Земята, и се върти около своята звезда вътре обитаема зона. Без съмнение, това е важно откритие, но е твърде рано да го наречем историческо. В момента няма причина да се твърди, че е открит свят от „земен тип“. Напълно възможно е условията нова планетанеприемливо за съществуването на живот.
Още през 2011 г. уебсайтът Discovery публикува поредица от статии, които предсказват, че 2.0 вероятно ще бъде отворен през 2012 г. В една от публикациите се казва, че до този момент ще е минало достатъчно време, за да може космическият телескоп Кеплер на НАСА да идентифицира първата в историята екзопланета, подобна на Земята. В същото време орбитата му ще трябва да бъде в обитаемата зона, тоест там, където водата може да съществува в течно състояние върху скалиста повърхност. Заслужава да се отбележи, че на повърхността на Земята има течна вода и затова тук съществува живот. Следователно, в търсенето на извънземен живот е фундаментално важно да се намери течна вода.
Уви, тези прогнози не се сбъднаха. И въпреки че през този период наистина беше събрана много информация за екзопланети, все пак сред тях нямаше земен аналог. И днес, когато вече са минали повече от две години след определената дата, достоен кандидат за титлата „Земя 2.0“ най-накрая беше намерен на разстояние около 500 светлинни години.
Преди това Kepler-62f се смяташе за най-подобна на Земята планета, но Kepler-186F я превъзхожда по всички характеристики. Както Дейвид Шарбоно, професор в Центъра за астрофизика Харвард-Смитсониън, каза в интервю: „Сега можем да посочим звездното небе и да кажем, че там наистина има планети, които са много подобни на Земята.“
Защо Kepler-186F? Какво му е специалното?
В мисията си телескопът Kepler наблюдава малък участък от небето в съзвездието Лебед, изучавайки яркостта на 150 000 звезди. По това време чувствителната оптика на телескопа регистрира леко намаляване на яркостта - феномен, наречен "транзит" в астрофизиката. Подобно събитие дава основание да се предположи, че пред диска на една от звездите се носи планета. Много екзопланети са открити с помощта на транзитния метод, така че учените често заявяват, че е настъпил „златният век“ на изследването на екзопланети.
Намирането на планети с подобни на Земята характеристики е трудна задача. Но случаят с Kepler-186F потвърждава, че това е възможно дори ако небесното тяло е на няколкостотин светлинни години. Kepler-186F обикаля около звезда, която е класифицирана като червено джудже. Срокът на обръщение е 130 дни. Размерът на планетата е само с 10 процента по-голям от размера на Земята. Освен това орбитата му е на външния ръб на обитаемата зона.
Художествените изображения, придружаващи изявлението на астрофизиците, показват, че Kepler-186F наистина се възприема като планетата, на която е започнал животът. Така че на повърхността му вероятно има океан и дървесна растителност. Това е свят с плътна атмосфера и бели пухкави облаци. Идеята, която предават тези цветни изображения, е, че планета в друга част на галактиката е способна да поддържа живот в подобна форма на Земята.
В същото време Слънчевата система е отличен пример, че в обитаемата зона, наред с живия свят, може да има биологично мъртви планети. В този случай е и. Учените активно търсят поне някои признаци за съществуването на основни форми на живот на Марс, но твърде тънката атмосфера и високото ниво на радиация го правят не особено уютно място. Що се отнася до Венера, която е почти със същия размер като Земята, нейната кисела атмосфера и силният парников ефект буквално унищожават водните молекули. Така, въпреки присъствието на Венера и Марс в „обитаемата зона“, все още няма причина да се твърди, че те са подходящи за живот.
Учените, попитани дали Kepler-186F наистина има бели пухкави облаци и борови дървета по крайбрежието, казват, че това все още не е известно. Понастоящем няма начини да се изследва атмосферата на този очарователен, но далечен свят, камо ли да се заключи дали там има живот или потенциал за неговото развитие.
В прессъобщение на НАСА ученият Томас Баркли обяснява, че „да бъдеш в обитаемата зона не означава, че планетата е обитаема“. Нивото на температурата на повърхността на планетата е от съществено значение и зависи пряко от състава на атмосферата. Ученият казва, че „Kepler-186F може да се разглежда като братовчед на Земята, но не и като брат близнак“.
В бъдеще се планира създаването и използването на космически телескопи, които ще могат едновременно да изучават атмосферата си, докато наблюдават планети. Но дотогава учените няма да знаят дали Kepler-186F е подобен на Земята или подобен на безплодните Марс и Венера. Възможно е свойствата на тази екзопланета да са далеч от всички други обекти в Слънчевата система.
Всички разговори за Kepler-186F като планета от „Земен тип“ са само думи, тъй като учените признават, че не са в състояние да дадат заключение за живота на планета, която е толкова далеч от Земята. В същото време Kepler-186F е отличен стимул за развитието на междузвездните изследвания. Именно тази планета ще бъде основната цел на бъдещите наблюдения на НАСА.
Астрофизиците отбелязват с усмивка, че световната преса се надпреварва да публикува материали за откриването на Kepler-186F, а терминът „земна планета“ е в заглавията. Учените признават, че това звучи успокоително, но не е научно доказан факт.
Впечатление на художник от повърхността на Kepler 186f.
Планетата Kepler 186f, кръстена на космическата сонда Kepler, която я откри, има диаметър от 14 хиляди километра (това е с 10 процента повече повече от Земята). Неговата орбита се намира в "зоната на Златокоска" на звездата Kepler 186 - където не е твърде студено и не е твърде горещо, температурни условияпланетите позволяват съществуването на течна вода на тяхната повърхност. Това означава, че шансовете да срещнете живота там са големи.
Миналата година вече се появи информация за две планети, открити от Кеплер в обитаемата зона, но тогава ставаше дума за суперземи, чиято маса е няколко пъти по-голяма от масата на Земята. Гравитацията на тези планети е толкова силна, че те приличат повече на Нептун, отколкото на Земята. Kepler 186f е много по-малък и изглежда покрит със скали, което му дава още повече основание да го наречем втора Земя.
Kepler 186f е първата планета с размерите на Земята, открита в обитаемата зона, каза Елиза Кинтана, която работи в Калифорнийския изследователски център на НАСА и проекта SETI. - Тя правилния размери е на правилното разстояние от звездата, за да бъде подобен на нашата планета.
Изследователите предполагат, че Kepler 186f е съставен от същите материали като Земята - желязо, скала, лед и течна вода, въпреки че пропорциите може да се различават. Гравитацията на планетата е близка до земната. „Много по-лесно е да си представите, че някой може да дойде там и да ходи по повърхността“, казва Стивън Кейн от университета в Сан Франциско, също участващ в изследването.
Kepler 186f обаче не е буквално копие на Земята. Слънцето там, червено джудже, е по-студено от нашето и годината продължава 130 дни. Планетата е в самия край на зоната на Златокоска, така че голяма част от нейната повърхност може да е покрита със слой вечна замръзналост.
Вероятно е братовчед на Земята, а не нейна сестра близначка, казва д-р Баркли.
От друга страна, имайки по-голяма маса, Kepler 186f вероятно има по-плътна атмосфера, която компенсира липсата на топлина. Червените джуджета излъчват по-голямата част от светлината си в инфрачервения диапазон, който е по-подходящ за топене на лед.
Това позволява на планетата да абсорбира енергията на звездата по-ефективно и да я предпази от замръзване, казва Виктория Медоус, астробиолог и астроном от Вашингтонския университет. „Ето защо, благодарение на плътната си атмосфера, планетата се смята за потенциално обитаема, въпреки че получава по-малко светлина от Слънцето от Марс. Интересното е, че ако планетата се окаже обитаема, фотосинтезата там ще бъде невъзможна.
Kepler 186f получава шест пъти по-малко светлина във видимия спектър от Земята, но "има много земни растения, които биха се възползвали от това", отбеляза д-р Медоус.
Астрономите не могат да кажат точната възраст на планетата, но червените джуджета са най-дълголетните звезди във Вселената. Животът трябваше много дълго време - милиарди години - да възникне в тази система. Дискусиите за новата планета обаче ще останат само спекулации за дълго време - тя е твърде далеч (500 светлинни години от Земята), за да може да се погледне повърхността й. Астрономите се надяват, че с течение на времето подобни планети ще бъдат открити по-близо.
Мисията на Кеплер приключи миналата година с повреда на основното оборудване, но анализът на получените данни вече направи възможно откриването на 962 нови планети. Повече от 2800 звездни системи, изследвани от сондата, остават за по-нататъшни изследвания.
Новите данни предоставят допълнителни аргументи в полза на обитаемостта на екзопланетите Kepler-62f и Kepler-186f. Най-вероятно тяхната ос на въртене не изпитва големи колебания, което означава стабилен климат. Такива заключения са представени в научна статия, публикувана в Astronomical Journal от Yutong Shan и Gongjie Li от Харвардския университет.
Нека припомним, че планетата Kepler-62f дълго време остава най-близкият свят по размер до Земята в обитаемата зона (тоест на такова разстояние от звездата, че водата може да съществува в течно състояние на повърхността). По диаметър се различава от Земята само с 40%. Намира се на 1200 светлинни години от Земята в съзвездието Лебед. Както подсказва името, Kepler-62f е петата планета, открита в звездата Kepler-62. (Припомнете си, че обозначенията b, c и т.н. се присвояват на световете по ред на откриване).
Светът Kepler-186f, открит през 2014 г., измести Kepler-62f от първото място. Разбира се, радиусът на планетата е само с 10% по-голям от този на земното кълбо. Също така е в обитаемата зона. Според изчисленията на експертите родителската звезда, ако се наблюдава от повърхността на Kepler-186f по обяд, има същата яркост като залязващото слънце, с което сме свикнали. Освен това една година на него е 130 земни дни. Между другото, планетата се намира на 500 светлинни години от Земята в съзвездието Лебед.
Шан и Ли се заели да открият колко стабилна е оста на въртене на тези планети. Осцилира ли спрямо орбиталната равнина или поддържа постоянен ъгъл? Ако се колебае, тогава до каква степен?
Какво влияе този параметър? Нека припомним, че наклонът на земната ос е причината за смяната на сезоните. Той е "виновен" за това, че същата точка от земната повърхност в различни временаполучава различни суми слънчеви лъчи. Земната ос осцилира с период от приблизително десет хиляди години: ъгълът, който сключва с перпендикуляра към орбиталната равнина, варира от 22,1 до 24,5 градуса. Както палеоклиматолозите добре знаят, тази периодичност поражда съответен цикъл.
Има пример за планета, за която споменатият ъгъл се променя много значително. Говорим за Марс. И такава променливост на климата беше една от причините тя да се превърне в сегашната безплодна пустиня, в която учените упорито и досега безуспешно търсят поне.
„Марс е в обитаемата зона на нашата слънчева система, но неговият аксиален наклон е много нестабилен, вариращ от нула до 60 градуса“, обяснява Ли в съобщение за пресата. „Тази нестабилност вероятно е допринесла за изпарението на повърхностните води.“
Защо това се случи на Марс, а не на Земята? И двете планети си влияят една на друга с гравитацията си, като всяка от тях се влияе и от Венера. Това принуждава равнината на техните орбити периодично да осцилира. А на Марс този период съвпада с периода на трептене на оста на въртене. Тези две движения са в резонанс, така че първото от тях увеличава амплитудата на второто.
На Земята, поради наличието на масивен спътник (Луната), периодът на трептене на оста на въртене е различен от този на орбиталната равнина. Двете движения не влизат в резонанс, а амплитудата на първото остава малка.
Авторско право на илюстрация PAНадпис на изображението Тази снимка показва сравнителните размери на Земята и планетата Kepler-452b (вдясно)
Орбиталният телескоп Кеплер на НАСА позволи на учените да надникнат в досега недостъпни дълбини на Вселената. Сред откритията, направени с негова помощ, е планета, която има много общо със Земята.
Планетата, наречена Kepler-452b, обикаля около звездата си на приблизително същото разстояние като Земята, въпреки че диаметърът й е 60% по-голям от този на Земята.
Учените казват, че тази планета има повече земни характеристики от други земни аналози, открити преди.
Такива планети представляват голям интерес за астрономите, защото са компактни и достатъчно хладни, за да поддържат течна вода на повърхността си. Това означава, че те могат да имат благоприятни условия за поддържане на живот.
Звездната система Kepler-452 се намира на 1400 светлинни години от Земята в съзвездието Лебед.
Водещият учен за този проект на НАСА Джон Грънсфелд, представяйки това откритие, нарече планетата Kepler-452b най-подобната на Земята досега.
Съседството е относително: при максималната скорост на отдалечаване от Слънчевата система, постигната днес от всеки създаден от човека космически кораб, ще са необходими повече от 25 милиона години, за да достигне тази планета.
Екзопланета
Нова планета се присъедини към списъка на екзопланетите, открити от Кеплер – небесни тела, въртящи се, подобно на Земята, около своето слънце.
В момента вниманието на учените е насочено към около 500 предполагаеми планети, разположени в близост до далечни звезди.
Те са сред 4175 кандидати за планети, идентифицирани с телескопа, с изключение на настоящата находка. Досега повечето от тези кандидати впоследствие са постигнали статут на доказани екзопланети.
Авторско право на илюстрация ThinkstockНадпис на изображението Учените откриха хиляди екзопланети в космоса, но достигането до тях не е толкова лесноМалка част от тези планети не са много по-големи от Земята и се намират в така наречената „обитаема зона“ в близост до тяхната звезда, подобна по структура на Слънцето - тоест, където течната вода може по принцип да да бъдат намерени, което се счита за предпоставка за поддържане на живота.
В момента са открити 12 планети в различни звездни системи, които вероятно отговарят на тези изисквания. Kepler-452b е първата обитаема планета, чието съществуване се счита за доказано.
Отговорът на въпроса коя от тези планети е по-подобна на Земята до голяма степен зависи от това какви характеристики се вземат предвид на първо място.
Авторско право на илюстрацияНАСАНадпис на изображението Във въображението на художника Kepler-452b изглежда такаПо-малък от Kepler-452b, но обикаля около звезда „червено джудже“, звезда, която е много по-тъмна и по-хладна от Слънцето.
Kepler-452b обикаля около звезда от същия клас като Слънцето. Тази звезда е само с 4% по-масивна и с 10% по-ярка от Слънцето. Kepler-452B го обикаля за 385 дни, така че неговата „година“ или по-точно орбиталният му период е само с 5% по-дълъг от този на Земята.
Масата на планетата Kepler-452b все още не може да бъде измерена, така че астрономите трябва да разчитат на компютърни симулации, за да изчислят различни опцииприблизителната му маса. Най-вероятно масата на Kepler-452b е около пет пъти по-голяма от тази на Земята.
Ако повърхността й е скалиста, планетата трябва да продължи да има активна вулканична дейност и силата на гравитацията върху нея трябва да е около два пъти по-силна от тази на Земята.
Звездата, около която обикаля Kepler-452b, е с 1,5 милиарда години по-стара от Слънцето. Учените смятат, че по него може да се разбере какво очаква Земята в бъдеще.
Възрастта на самата планета се оценява на 6 милиарда години, тоест тя - ако тези данни са верни - също е с 1,5 милиарда години по-стара от Земята.
Авторско право на илюстрация ThinkstockНадпис на изображението Не всички екзопланети, дори тези от „земния“ тип, може да са подходящи за живот„Ако Kepler-452b действително има скалиста повърхност, местоположението му спрямо звездата означава, че е навлязъл в оранжерийната фаза от своята климатична история“, казва ученият от Kepler Дъг Колдуел.
„Нарастващото освобождаване на енергия от това застаряващо слънце може да нагрее повърхността и да изпари всички океани. Водата може да се изпари и планетата може да я загуби завинаги“, казва Колдуел, „Кеплер-452b може да преживее това, което Земята ще изпита повече от милиард години, когато слънцето ще остарее и ще стане по-ярко."
Супер Земя
Ученият от Университета на Уоруик Дон Полако, който не участва в проекта, каза пред BBC, че данните, събрани от телескопа Kepler, дават приблизителна оценка на размера на планетата спрямо звездата, около която обикаля.
В действителност те нямат представа от какво е направена тази планета. Може да е камък, или може би малко топче от газ, или може би нещо по-екзотично Дон Полако
„Ако знаете размера на една звезда, вие знаете размера на една планета“, казва ученият, „Но за да отидете по-далеч, например, за да разберете дали има скалиста повърхност, трябва да измерите масата на. планета, а това е много по-трудно да се направи, защото те са твърде далеч, за да извършват такива измервания."
„Така че те наистина нямат представа от какво е направена тази планета. Може да е скала, или може да е малко топче от газ, или може би нещо по-екзотично“, казва Дон Полако.
„Другите планети на Кеплер в „зоната на живот“ може да са дори по-подобни на Земята. Например Кеплер-186f е с диаметър около 1,17 земни, а Кеплер-438b е около 1,12 земни в диаметър.“ – посочва ученият.
Авторско право на илюстрация ThinkstockНадпис на изображението Засега Земята остава единственият обект във Вселената, за който можем да кажем с увереност, че е възможно да живеем тук„Всъщност, с диаметър 1,6 пъти по-голям от този на Земята, Kepler-452b попада в категорията, наречена „Супер-Земя“. слънчева системаняма планета от този тип. Ето защо супер-Земите са много интересни, но наистина ли са като Земята?", пита д-р Крис Уотсън от Queen's University Belfast.
„Ако погледнем типа звезда, около която обикаля Kepler-452b, става ясно, че тази звезда е подобна на Слънцето“, казва Крис Уотсън. звезди, които са много по-малко горещи от Слънцето, така че планетите трябва да орбитират много по-близо до тях, за да получат същото ниво на топлина.
„Така че потенциално може да бъде скалиста Супер-Земя в орбита, подобна на Земята. Именно тази комбинация от звезда и орбита прави тази планета да се откроява според мен“, каза ученият пред BBC.
Kepler-186f е една от петте планети в звездната система Kepler-186, разположена в съзвездието Лебед. Тази екзопланета се намира в така наречената обитаема зона, или зона на живота - зона в гравитационното поле на звездата, която е благоприятна за съществуването на течна вода и подобни на Земята условия на планетите в нея. Това беше една от първите планети, открити в такава зона, и по този начин потвърди предположенията, че подобни на Земята обекти действително съществуват във Вселената.
Кратко описание
Екзопланетата обикаля около звездата с червено джудже Кеплер-186, разположена на 493 светлинни години от Слънчевата система. Това е променлива звезда, принадлежаща към спектрален клас M1, с температура малко по-ниска от тази на Слънцето (около 3800 K). Смята се, че зоната на живот на тази звезда е между 0,2 AU. до 0,4 a.u. Това е мястото, където се намира Kepler-186f. Неговата позиция в този регион е подобна на тази на Марс - по-близо до далечния край на обитаемата зона. Периодът на въртене на тази планета около нейната звезда е 130 дни, а голямата полуос на нейната орбита е сравнима с полуоста на Меркурий и е 0,393 AU.
Радиусът на планетата е близък до този на Земята, но е с 13% по-голям. Съответно е приблизително 7200 км. Съставът на Kepler-186f, както и неговата маса и плътност, не са точно известни. Масата му може да варира от 0,3 до 3,7 земни маси в зависимост от веществата, които го изграждат. Минималната граница съответства на по-голям дял лед в състава на планетата, а максималната означава, че Kepler-186f е желязна планета. Маса от 1,4 земни маси предполага състав, подобен на този на Земята.
Възможният състав на атмосферата на Kepler-186f остава под въпрос. Най-вероятно той няма висока плътност, което означава, че водородът и хелият не могат да бъдат основните му елементи. Червените джуджета, като Kepler-186, са много нестабилни и в началото на живота си излъчват мощни потоци ултравиолетова светлина, което може да доведе до разсейване на тежък водород и хелий. Това може да доведе до загуба на значителна част от първичната атмосфера на планетата и съответно до намаляване на плътността.
Отваряне
Планетата Kepler-186f беше открита на 17 април 2014 г. от космическия телескоп Kepler. Заедно с нея в системата на същата звезда бяха открити още четири планети с приблизително същия размер, които се намират извън обитаемата област, твърде близо до звездата.
Цялата планетарна система е открита чрез транзитния метод. Същността му е да се наблюдава преминаването на планета на фона на звезда. Яркостта на звездата намалява, което позволява да се предположи съществуването на планета, обикаляща около нея. Така телескопът Kepler откри много звезди в продължение на няколко години, наблюдавайки приблизително 150 хиляди звезди. По същия начин можете да измерите радиуса на планета, ако радиусът на нейната звезда е известен.
Основната характеристика на Kepler-186f е, разбира се, местоположението му в обитаемата зона. Тази планета обаче не е пълноправен близнак на Земята. Има подобен радиус, масата му е сравнима с тази на Земята, но разстоянието до звездата е по-голямо от разстоянието от Земята до Слънцето. Не е известно също дали върху него има течна вода и атмосфера, а температурата на повърхността не е установена. Освен това фактът, че сте в обитаемата зона, не означава, че планетата е подходяща за живот. В нашата Слънчева система виждаме потвърждение за това. Венера и Марс също попадат в такава зона, но въпреки активното търсене на признаци на живот на тези планети от страна на учените, надеждни доказателства за това все още не са намерени.
Информацията за температурата на Kepler-186f ще помогне на астрономите да се доближат до отговора на въпроса за обитаемостта на тази планета. Температурната стойност обаче директно зависи от състава на атмосферата, който все още не е възможно да се определи. Едва след изследване на атмосферата ще стане ясно дали Kepler-186f е земеподобна планета, или напомня повече на мъртвите Марс и Венера. Или може би не е подобен на нито един известен обект в Слънчевата система.
В момента едно от условията екзопланетата да бъде близнак на Земята е сходството на звездата, към която принадлежи тази планета, със Слънцето. Както вече беше отбелязано, Kepler-186f е червено джудже и вероятността от появата на фактори, подходящи за живот в системите на такива звезди, не е надеждно известна. Обитаемата зона на червените джуджета е малка, те излъчват малко енергия и може да не е достатъчно, за да поддържат условия на планетата, подходящи за появата на живот. Те са подложени на чести избухвания - следователно, способни да погълнат планетите си от приливни сили - и са силно променливи. Такава нестабилност не допринася за появата и развитието на високо организирани форми на живот. Червените джуджета обаче съставляват значителна част от всички звезди във Вселената и ако бъде потвърдена възможността за съществуването на земеподобни планети в техните системи, това значително ще увеличи вероятността за наличие на извънземен живот.
