leotatud maa

2020. aasta jaanuaris teatas NASA, et TESS-i kosmoselaev avastas oma esimese potentsiaalselt elamiskõlbliku Maa-suuruse eksoplaneedi, mis tiirleb umbes 100 valgusaasta kaugusel asuva tähe ümber.

Planeet on osa TOI 700 süsteem (TOI tähistab TESS Huviobjektid) on väike, suhteliselt külm täht, s.t spektriklassi M kääbus Kuldkala tähtkujus, mille massist ja suurusest on vaid umbes 40% meie Päikese massist ja suurusest ning tema pinna temperatuurist pool.

Objekt nimega TOI 700 p ja on üks kolmest planeedist, mis tiirlevad ümber oma keskpunkti, mis on sellest kõige kaugemal ja läbib iga 37 päeva järel tee ümber tähe. See asub TOI 700-st sellisel kaugusel, et teoreetiliselt suudab vedelat vett pinnal hoida ja asub elamiskõlblikus tsoonis. See saab umbes 86% energiast, mida meie Päike Maale annab.

Teadlaste loodud keskkonnasimulatsioonid, kasutades Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) andmeid, näitasid aga, et TOI 700 d võib käituda Maaga võrreldes väga erinevalt. Kuna see pöörleb oma tähega sünkroonis (see tähendab, et üks planeedi pool on alati päevavalguses ja teine ​​pimedas), võib pilvede moodustumine ja tuule puhumine meie jaoks olla veidi eksootiline.

1. Maa ja TOI 700 d võrdlus koos Maa mandrite süsteemi visualiseerimisega eksoplaneedil

Astronoomid kinnitasid oma avastust NASA abiga. Spitzeri kosmoseteleskoopmis on just oma tegevuse lõpetanud. Toi 700 klassifitseeriti algselt valesti palju kuumemaks, mistõttu astronoomid arvasid, et kõik kolm planeeti on üksteisele liiga lähedal ja seetõttu liiga kuumad, et elu toetada.

Chicago ülikooli meeskonna liige Emily Gilbert ütles avastuse esitlemisel. -

Teadlased loodavad, et tulevikus hakatakse kasutama selliseid tööriistu nagu James Webbi kosmoseteleskoopmille NASA plaanib 2021. aastal kosmosesse paigutada, saavad nad kindlaks teha, kas planeetidel on atmosfäär, ja uurida selle koostist.

Teadlased kasutasid selleks arvutitarkvara hüpoteetiline kliima modelleerimine planeet TOI 700 d. Kuna pole veel teada, millised gaasid selle atmosfääris võivad olla, on katsetatud erinevaid võimalusi ja stsenaariume, sealhulgas variante, mis eeldavad tänapäevase Maa atmosfääri (77% lämmastikku, 21% hapnikku, metaani ja süsinikdioksiidi), tõenäoline koostis Maa atmosfäär 2,7 miljardit aastat tagasi (peamiselt metaan ja süsihappegaas) ja isegi Marsi atmosfäär (palju süsihappegaasi), mis eksisteeris seal tõenäoliselt 3,5 miljardit aastat tagasi.

Nende mudelite põhjal leiti, et kui TOI 700 d atmosfäär sisaldab metaani, süsinikdioksiidi või veeauru kombinatsiooni, võib planeet olla elamiskõlblik. Nüüd peab meeskond need hüpoteesid kinnitama, kasutades ülalmainitud Webbi teleskoopi.

Samal ajal näitavad NASA korraldatud kliimasimulatsioonid, et nii Maa atmosfäärist kui ka gaasirõhust ei piisa vedela vee pinnal hoidmiseks. Kui panna TOI 700 d-le sama palju kasvuhoonegaase kui Maal, jääks pinnatemperatuur ikkagi alla nulli.

Kõikide osalevate meeskondade simulatsioonid näitavad, et väikeste ja tumedate tähtede (nt TOI 700) ümbritsevate planeetide kliima on aga väga erinev sellest, mida me oma Maal kogeme.

Huvitav uudis

Suurem osa sellest, mida me eksoplaneetide ehk Päikesesüsteemi ümber tiirlevate planeetide kohta teame, pärineb kosmosest. See skaneeris taevast aastatel 2009–2018 ja leidis üle 2600 planeedi väljaspool meie päikesesüsteemi.

NASA andis seejärel avastuskepi TESS(2) sondile, mis saadeti kosmosesse 2018. aasta aprillis selle esimesel tegevusaastal, samuti üheksasajale seda tüüpi kinnitamata objektile. Astronoomidele tundmatute planeetide otsimisel uurib vaatluskeskus kogu taevast, olles näinud piisavalt 200 XNUMX-i. säravamad tähed.

2. Transiitsatelliit eksoplaneetide uurimiseks

TESS kasutab mitmeid lainurkkaamerasüsteeme. See on võimeline uurima suure rühma väikeplaneetide massi, suurust, tihedust ja orbiiti. Satelliit töötab vastavalt meetodile heleduse languse kaugotsing potentsiaalselt osutades planeetide transiidid - orbiidil olevate objektide läbimine nende ematähtede nägude ees.

Viimased paar kuud on olnud rida äärmiselt huvitavaid avastusi, osaliselt tänu veel suhteliselt uuele kosmoseobservatooriumile, osaliselt muude, sealhulgas maapealsete instrumentide abil. Nädalatel enne meie kohtumist Maa kaksikuga jõudis kuulda kahe päikese ümber tiirleva planeedi avastamise kohta, täpselt nagu Tatooine Tähesõdadest!

TOI planeet 1338 b leitud XNUMX valgusaasta kaugusel Kunstniku tähtkujust. Selle suurus jääb Neptuuni ja Saturni suuruste vahele. Objekt kogeb korrapäraselt oma tähtede vastastikust varjutust. Nad tiirlevad üksteise ümber viieteistkümnepäevase tsükli jooksul, millest üks on pisut suurem kui meie Päike ja teine ​​palju väiksem.

2019. aasta juunis ilmus teave, et meie kosmose tagaaiast avastati sõna otseses mõttes kaks maapealset tüüpi planeeti. Sellest teatatakse ajakirjas Astronomy and Astrophysics avaldatud artiklis. Mõlemad rajatised asuvad ideaalses tsoonis, kus vesi võib tekkida. Neil on tõenäoliselt kivine pind ja nad tiirlevad ümber Päikese Tigardeni täht (3), mis asub Maast vaid 12,5 valgusaasta kaugusel.

- ütles avastuse peamine autor, Matthias Zechmeister, Saksamaa Göttingeni Ülikooli Astrofüüsika Instituudi teadur. -

3. Teegardeni tähesüsteem, visualiseerimine

Omakorda keerlevad TESSi mullu juulis avastatud intrigeerivad tundmatud maailmad UCAC stars4 191-004642, seitsmekümne kolme valgusaasta kaugusel Maast.

Planeedisüsteem koos peremeestähega, nüüd tähistatud kui TOI 270, sisaldab vähemalt kolme planeeti. Üks nendest, TOI 270 p, veidi suurem kui Maa, ülejäänud kaks on mini-Neptuunid, mis kuuluvad planeetide klassi, mida meie päikesesüsteemis ei eksisteeri. Täht on külm ja mitte eriti hele, umbes 40% väiksem ja vähem massiivne kui Päike. Selle pinnatemperatuur on umbes kaks kolmandikku soojem kui meie enda tähekaaslasel.

Päikesesüsteem TOI 270 asub Kunstniku tähtkujus. Selle moodustavad planeedid tiirlevad tähele nii lähedal, et nende orbiidid mahuvad Jupiteri kaassatelliitide süsteemi (4).

4. TOI 270 süsteemi võrdlus Jupiteri süsteemiga

Selle süsteemi edasine uurimine võib paljastada täiendavaid planeete. Need, mis tiirlevad Päikesest kaugemal kui TOI 270 d, võivad olla piisavalt külmad, et hoida vedelat vett ja lõpuks tekkida elu.

TESS tasub lähemalt uurida

Vaatamata väikeste eksoplaneetide suhteliselt suurele avastamisele on enamik nende vanemtähti 600–3 meetri kaugusel. valgusaastate kaugusel Maast, liiga kaugel ja liiga pime detailseks vaatluseks.

Erinevalt Keplerist on TESSi põhifookus leida Päikese lähimate naabrite ümber planeete, mis on piisavalt eredad, et neid praegu ja hiljem teiste instrumentidega vaadelda. Alates 2018. aasta aprillist kuni tänapäevani on TESS juba avastanud üle 1500 kandidaatplaneedi. Enamik neist on Maast üle kahe korra suuremad ja orbiidile jõudmiseks kulub vähem kui kümme päeva. Selle tulemusena saavad nad palju rohkem soojust kui meie planeet ja nad on liiga kuumad, et nende pinnal oleks vedel vesi.

Eksoplaneedi elamiskõlbulikuks muutmiseks on vaja vedelat vett. See on kasvulava kemikaalidele, mis võivad üksteisega suhelda.

Teoreetiliselt arvatakse, et eksootilised eluvormid võivad eksisteerida kõrge rõhu või väga kõrge temperatuuri tingimustes – nagu see juhtub hüdrotermiliste õhuavade lähedalt leitud ekstremofiilide või peaaegu kilomeetri kaugusel Lääne-Antarktika jääkihi all peidetud mikroobide puhul.

Selliste organismide avastamine sai aga võimalikuks tänu sellele, et inimesed said vahetult uurida ekstreemseid tingimusi, milles nad elavad. Kahjuks ei õnnestunud neid süvakosmoses tuvastada, eriti paljude valgusaastate kauguselt.

Elu ja isegi elukoha otsimine väljaspool meie päikesesüsteemi sõltub endiselt täielikult kaugvaatlusest. Nähtavad vedelad veepinnad, mis loovad potentsiaalselt soodsad tingimused eluks, võivad suhelda ülaltoodud atmosfääriga, luues maapealsete teleskoopidega nähtavaid kaugtuvastavaid biosignatuure. Need võivad olla Maalt tuntud gaasikompositsioonid (hapnik, osoon, metaan, süsihappegaas ja veeaur) või iidse Maa atmosfääri komponendid, näiteks 2,7 miljardit aastat tagasi (peamiselt metaan ja süsihappegaas, kuid mitte hapnik). ).

Otsides "just õiget" kohta ja seal elavat planeeti

Alates 51 Pegasi b avastamisest 1995. aastal on tuvastatud üle XNUMX eksoplaneedi. Tänapäeval teame kindlalt, et enamik meie galaktika ja universumi tähti on ümbritsetud planeedisüsteemidega. Kuid ainult paarkümmend leitud eksoplaneeti on potentsiaalselt elamiskõlblikud maailmad.

Mis teeb eksoplaneedi elamiskõlblikuks?

Peamine tingimus on juba mainitud vedel vesi pinnal. Et see võimalik oleks, vajame ennekõike seda kindlat pinda, s.t. kivine maaaga ka atmosfäärja piisavalt tihe, et tekitada survet ja mõjutada vee temperatuuri.

Teil on ka vaja õige tähtmis ei lase planeedil liiga palju kiirgust, mis puhub atmosfääri ja hävitab elusorganisme. Iga täht, sealhulgas meie Päike, kiirgab pidevalt tohutuid kiirgusdoose, mistõttu oleks elu olemasolule kahtlemata kasulik end selle eest kaitsta. magnetvälinagu toodab Maa vedel metalltuum.

Kuna aga elu kaitsmiseks kiirguse eest võib olla ka teisi mehhanisme, on see vaid soovitav element, mitte vajalik tingimus.

Traditsiooniliselt on astronoomid huvitatud elutsoonid (ökosfäärid) tähesüsteemides. Need on tähtede ümbritsevad piirkonnad, kus valitsev temperatuur takistab vee pidevat keemist või külmumist. Sellest valdkonnast räägitakse sageli. "Zlatovlaski tsoon"sest “õige eluks”, mis viitab populaarse lastemuinasjutu motiividele (5).

5. Elu tsoon tähe ümber

Ja mida me seni eksoplaneetide kohta teame?

Senised avastused näitavad, et planeedisüsteemide mitmekesisus on väga-väga suur. Ainsad planeedid, millest me umbes kolm aastakümmet tagasi midagi teadsime, olid Päikesesüsteemis, mistõttu arvasime, et tähtede ümber tiirlevad väikesed ja tahked objektid ning neist alles kaugemal on reserveeritud ruum suurtele gaasilistele planeetidele.

Selgus aga, et planeetide asukoha kohta pole üldse "seadusi". Kohtame gaasihiiglasi, kes peaaegu hõõruvad vastu oma tähti (nn kuumad Jupiterid), aga ka suhteliselt väikeste planeetide kompaktseid süsteeme nagu TRAPPIST-1 (6). Mõnikord liiguvad planeedid väga ekstsentrilistel orbiitidel ümber kaksiktähtede ja on ka "ränduvaid" planeete, mis suure tõenäosusega on välja paisatud noortest süsteemidest, mis hõljuvad vabalt tähtedevahelises tühjuses.

6. TRAPPIST-1 süsteemi planeetide visualiseerimine

Seega näeme lähedase sarnasuse asemel suurt mitmekesisust. Kui see juhtub süsteemi tasandil, siis miks peaksid eksoplaneedi tingimused sarnanema kõigega, mida me lähikeskkonnast teame?

Ja veelgi madalamale minnes, miks peaksid hüpoteetilise elu vormid olema sarnased meile teadaolevatele?

Super kategooria

Kepleri kogutud andmete põhjal arvutas NASA teadlane 2015. aastal välja, et meie galaktikas endas on miljardit Maa-sarnast planeetiI. Paljud astrofüüsikud on rõhutanud, et see oli konservatiivne hinnang. Tõepoolest, edasised uuringud on näidanud, et Linnutee võib olla koduks 10 miljardit Maa planeeti.

Teadlased ei tahtnud tugineda ainult Kepleri leitud planeetidele. Selles teleskoobis kasutatav transiidimeetod sobib suurte planeetide (näiteks Jupiteri) tuvastamiseks paremini kui Maa-suuruste planeetide tuvastamiseks. See tähendab, et Kepleri andmed võltsivad tõenäoliselt veidi meiesuguste planeetide arvu.

Kuulus teleskoop jälgis tähe heleduse pisikesi langusi, mille põhjustas tema eest mööduv planeet. Suuremad objektid varjavad arusaadavalt oma tähtedelt rohkem valgust, mistõttu on neid lihtsam märgata. Kepleri meetod keskendus väikestele, mitte kõige heledamatele tähtedele, mille mass moodustas umbes kolmandiku meie Päikese massist.

Kepleri teleskoop, kuigi väikeplaneetide leidmisel ei ole kuigi hea, on leidnud üsna suure hulga nn super-Maad. Nii nimetatakse eksoplaneete, mille mass on suurem kui Maa, kuid palju väiksem kui Uraanil ja Neptuunil, mis on meie planeedist vastavalt 14,5 ja 17 korda raskemad.

Seega viitab termin "super-Maa" ainult planeedi massile, mis tähendab, et see ei viita pinnatingimustele ega elamiskõlblikkusele. On olemas ka alternatiivne termin "gaasikääbikud". Mõne arvates võib see olla täpsem massiskaala ülemises osas olevate objektide puhul, kuigi sagedamini kasutatakse teist terminit - juba mainitud "mini-Neptuun".

Avastati esimesed super-Maad Aleksander Volštšan i Dalea Fraila ümber pulsar PSR B1257+12 aastal 1992. Süsteemi kaks välimist planeeti on poltergeyssa fobetor - nende mass on umbes neli korda suurem kui Maa mass, mis on liiga väike, et olla gaasihiiglased.

Meeskond, mida juhib, on tuvastanud esimese super-Maa ümber põhijada tähe Eugenio jõgiy 2005. aastal. See keerleb ümber Gliese 876 ja sai nimetuse Gliese 876 d (Varem avastati selles süsteemis kaks Jupiteri suurust gaasihiiglast). Selle hinnanguline mass on 7,5 korda suurem kui Maa mass ja pöördeperiood selle ümber on väga lühike, umbes kaks päeva.

Super-Earth klassis on veelgi kuumemaid objekte. Näiteks avastati 2004. aastal 55 Kankri on, mis asub neljakümne valgusaasta kaugusel, tiirleb ümber oma tähe teadaolevate eksoplaneetide lühima tsükli jooksul – kõigest 17 tundi ja 40 minutit. Teisisõnu, aasta 55 Cancri e juures võtab vähem kui 18 tundi. Eksoplaneet tiirleb oma tähele umbes 26 korda lähemal kui Merkuur.

Tähe lähedus tähendab, et 55 Cancri e pind on nagu kõrgahju sisemus, mille temperatuur on vähemalt 1760°C! Uued Spitzeri teleskoobi vaatlused näitavad, et 55 Cancri e mass on 7,8 korda suurem ja raadius veidi rohkem kui kaks korda suurem kui Maa mass. Spitzeri tulemused näitavad, et umbes viiendiku planeedi massist peaksid moodustama elemendid ja kerged ühendid, sealhulgas vesi. Sellel temperatuuril tähendab see, et need ained oleksid vedeliku ja gaasi vahel "ülikriitilises" olekus ning võivad planeedi pinnalt lahkuda.

Kuid super-Maad ei ole alati nii metsikud. Eelmise aasta juulis avastas TESSi kasutav rahvusvaheline astronoomide rühm uue omalaadse eksoplaneedi Hydra tähtkujust, mis asub Maast umbes kolmekümne ühe valgusaasta kaugusel. Üksus on märgitud kui GJ 357 p (7) Maa läbimõõt on kaks korda suurem ja mass kuus korda suurem. See asub staari elamurajooni välisservas. Teadlased usuvad, et selle super-Maa pinnal võib olla vett.

ta ütles Diana Kosakovskja Saksamaal Heidelbergis asuva Max Plancki astronoomiainstituudi teadur.

7. Planet GJ 357 d - visualiseerimine

Kääbustähe ümber tiirlevale süsteemile, mis on umbes kolmandik meie Päikese suurusest ja massist ning 40% külmem, lisanduvad maapealsed planeedid. GJ 357 b ja veel üks supermaa GJ 357 s. Süsteemi uuring avaldati 31. juulil 2019 ajakirjas Astronomy and Astrophysics.

Eelmise aasta septembris teatasid teadlased, et äsja avastatud super-Maa, mis asub 111 valgusaasta kaugusel, on "seni parim elupaigakandidaat". Avastas 2015. aastal Kepleri teleskoobi abil. K2-18b (8) väga erinev meie koduplaneedist. Selle mass on rohkem kui kaheksa korda suurem, mis tähendab, et see on kas jäähiiglane nagu Neptuun või kivine maailm, millel on tihe ja vesinikurikas atmosfäär.

K2-18b orbiit on tema tähele seitse korda lähemal kui Maa kaugus Päikesest. Kuna aga objekt tiirleb ümber tumepunase M-kääbuse, asub see orbiit potentsiaalselt eluks soodsas tsoonis. Esialgsed mudelid ennustavad, et K2-18b temperatuurid jäävad vahemikku -73 kuni 46 °C ja kui objektil on umbes sama peegeldusvõime kui Maal, peaks selle keskmine temperatuur olema sarnane meie omaga.

– ütles Londoni ülikooli kolledži astronoom pressikonverentsil, Angelos Ciaras.

Raske on olla nagu maa

Maa analoog (nimetatakse ka Maa kaksik- või Maa-sarnaseks planeediks) on planeet või kuu, mille keskkonnatingimused on sarnased Maal leiduvatele.

Seni avastatud tuhanded eksoplanetaarsed tähesüsteemid erinevad meie päikesesüsteemist, kinnitades nn. haruldaste muldmetallide hüpoteesI. Filosoofid juhivad aga tähelepanu sellele, et universum on nii suur, et kuskil peab olema planeet, mis on peaaegu identne meie omaga. Võimalik, et kaugemas tulevikus on tehnoloogia abil võimalik saada kunstlikult Maa analooge nn. . Nüüd moes multiteooria teooria nad viitavad ka sellele, et maapealne vaste võib eksisteerida teises universumis või isegi olla Maa enda erinev versioon paralleeluniversumis.

2013. aasta novembris teatasid astronoomid, et Kepleri teleskoobi ja teiste missioonide andmete põhjal võib Linnutee galaktika päikesesarnaste tähtede ja punaste kääbuste elamiskõlblikus tsoonis olla kuni 40 miljardit Maa-suurust planeeti.

Statistiline jaotus näitas, et lähimat neist saab meist eemaldada mitte rohkem kui kaheteistkümne valgusaasta kaugusel. Samal aastal kinnitati, et mitmed Kepleri avastatud kandidaadid, mille läbimõõt on alla 1,5-kordse Maa raadiuse, on elamiskõlblikus tsoonis tiirlevad tähed. Kuid alles 2015. aastal kuulutati välja esimene maalähedane kandidaat – egzoplanę Kepler-452b.

Maa analoogi leidmise tõenäosus sõltub peamiselt omadustest, mille moodi soovid olla. Standardsed, kuid mitte absoluutsed tingimused: planeedi suurus, pinna gravitatsioon, algtähe suurus ja tüüp (st päikese analoog), orbiidi kaugus ja stabiilsus, telje kalle ja pöörlemine, sarnane geograafia, ookeanide olemasolu, atmosfäär ja kliima, tugev magnetosfäär . .

Kui seal eksisteeriks keeruline elu, võiksid metsad katta suurema osa planeedi pinnast. Kui intelligentne elu oleks olemas, saaks mõned piirkonnad linnastada. Täpsete analoogide otsimine Maaga võib aga olla eksitav väga spetsiifiliste asjaolude tõttu Maal ja selle ümbruses, näiteks Kuu olemasolu mõjutab paljusid nähtusi meie planeedil.

Arecibo Puerto Rico ülikooli planeetide elamisvõime laboratoorium koostas hiljuti nimekirja Maa analoogide kandidaatidest (9). Enamasti algab seda tüüpi klassifikatsioon suurusest ja massist, kuid see on illusoorne kriteerium, kui võtta arvesse näiteks meie lähedal asuv Veenus, mis on peaaegu sama suur kui Maa ja millised tingimused sellel valitsevad. , on teada.

9. Paljutõotavad eksoplaneedid – Maa potentsiaalsed analoogid Planetary Habitability Laboratory andmetel

Teine sageli tsiteeritud kriteerium on see, et Maa analoogil peab olema sarnane pinnageoloogia. Lähimad teadaolevad näited on Marss ja Titan ning kuigi pinnakihtide topograafia ja koostise osas on sarnasusi, on ka olulisi erinevusi, näiteks temperatuur.

Tõepoolest, paljud pinnamaterjalid ja pinnavormid tekivad ainult kokkupuutel veega (näiteks savi ja settekivimid) või elutegevuse kõrvalsaadusena (näiteks lubjakivi või kivisüsi), koostoimena atmosfääriga, vulkaanilise tegevusega, või inimese sekkumine.

Seega tuleb sarnaste protsesside kaudu luua Maa tõeline analoog, millel on atmosfäär, pinnaga interakteeruvad vulkaanid, vedel vesi ja mingi eluvorm.

Atmosfääri puhul eeldatakse ka kasvuhooneefekti. Lõpuks kasutatakse pinna temperatuuri. Seda mõjutab kliima, mida omakorda mõjutavad planeedi orbiit ja pöörlemine, millest igaüks toob kaasa uusi muutujaid.

Veel üks eluandva maa ideaalse analoogi kriteerium on see, et see peab olema tiirleb ümber päikese analoogi. Seda elementi ei saa aga täielikult õigustada, kuna soodne keskkond on võimeline tagama paljude eri tüüpi tähtede kohaliku välimuse.

Näiteks Linnuteel on enamik tähti väiksemad ja tumedamad kui Päike. Ühte neist mainiti varem TRAPPIST-1, asub 10 valgusaasta kaugusel Veevalaja tähtkujus ja on umbes 2 korda väiksem ja 1. korda vähem heledam kui meie Päike, kuid selle elamiskõlblikus tsoonis on vähemalt kuus maapealset planeeti. Need tingimused võivad tunduda meile teadaolevalt elule ebasoodsad, kuid TRAPPIST-XNUMXil on tõenäoliselt pikem eluiga kui meie tähel, nii et elul on seal veel palju aega areneda.

Vesi katab 70% Maa pinnast ja seda peetakse üheks meile tuntud eluvormide eksisteerimise raudseks tingimuseks. Tõenäoliselt on veemaailm planeet Kepler-22b, mis asub päikesesarnase tähe elamiskõlblikus tsoonis, kuid on Maast palju suurem, jääb selle tegelik keemiline koostis teadmata.

2008. aastal viis läbi astronoom Michaela Meyerja Arizona ülikooli uuringud kosmilise tolmu kohta äsja moodustunud tähtede, nagu Päike, läheduses näitavad, et 20–60% Päikese analoogidest on meil tõendeid kiviste planeetide tekke kohta protsessides, mis on sarnased nendega, mis viisid Maa teket.

Aastal 2009 linn Alan Boss Carnegie teadusinstituut väitis, et Linnutee saab eksisteerida ainult meie galaktikas 100 miljardit Maa-sarnast planeetih.

NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) jõudis 2011. aastal samuti Kepleri missiooni vaatluste põhjal järeldusele, et ligikaudu 1,4–2,7% kõigist päikesesarnastest tähtedest peaks tiirlema ​​ümber Maa-suuruste planeetide elamiskõlblikes tsoonides. See tähendab, et ainuüksi Linnutee galaktikas võib olla 2 miljardit galaktikat ja eeldades, et see hinnang kehtib kõigi galaktikate kohta, võib vaadeldavas universumis olla isegi 50 miljardit galaktikat. 100 kvintiljonit.

2013. aastal soovitas Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskus Kepleri täiendavate andmete statistilist analüüsi kasutades, et on olemas vähemalt 17 miljardit planeeti Maa suurus – arvestamata nende asukohta elamupiirkondades. 2019. aasta uuring näitas, et Maa-suurused planeedid võivad tiirelda ühe kuuest päikesesarnasest tähest.

Muster sarnasusele

Maa sarnasusindeks (ESI) on planeediobjekti või loodusliku satelliidi sarnasuse soovitatav mõõt Maaga. See kujundati skaalal nullist üheni, Maale määrati väärtus üks. Parameeter on mõeldud planeetide võrdlemise hõlbustamiseks suurtes andmebaasides.

2011. aastal ajakirjas Astrobiology välja pakutud ESI ühendab planeedi raadiuse, tiheduse, kiiruse ja pinnatemperatuuri teabe.

Veebisait, mida haldab üks 2011. aasta artikli autoritest, Abla Mendes Puerto Rico ülikoolist, annab oma indeksi arvutused erinevate eksoplanetaarsete süsteemide kohta. ESI Mendesa arvutatakse valemi abil, mis on näidatud joonisel illustratsioon 10kus x_i neid_i0 on maavälise keha omadused Maa suhtes, v_i iga omaduse kaalutud eksponent ja omaduste koguarv. See ehitati baasil Bray-Curtise sarnasusindeks.

Igale omadusele määratud kaal, w_i, on mis tahes suvand, mida saab valida teatud funktsioonide esiletõstmiseks teistest või soovitud indeksi või järjekoha lävede saavutamiseks. Veebisait liigitab ka selle, mida ta kirjeldab kui võimalust elada eksoplaneetidel ja eksokuudel, vastavalt kolmele kriteeriumile: asukoht, ESI ja soovitus organismide toiduahelas hoidmise võimaluse kohta.

Selle tulemusena näidati näiteks, et Päikesesüsteemi suuruselt teine ​​ESI kuulub Marsile ja on 0,70. Mõned selles artiklis loetletud eksoplaneedid ületavad selle arvu ja mõned hiljuti avastatud Tigarden b sellel on kõigist kinnitatud eksoplaneetidest kõrgeim ESI, 0,95.

Kui räägime Maa-laadsetest ja elamiskõlblikest eksoplaneetidest, ei tohi unustada ka elamiskõlblike eksoplaneetide või satelliit-eksoplaneetide võimalust.

Looduslike päikeseväliste satelliitide olemasolu on veel kinnitamata, kuid 2018. aasta oktoobris ütles prof. David Kipping teatas objekti ümber tiirleva potentsiaalse eksomuuni avastamisest Kepler-1625b.

Päikesesüsteemi suurtel planeetidel, nagu Jupiter ja Saturn, on suured kuud, mis on mõnes mõttes elujõulised. Sellest tulenevalt on mõned teadlased oletanud, et suurtel päikesevälistel planeetidel (ja kaksikplaneetidel) võivad olla sama suured potentsiaalselt elamiskõlblikud satelliidid. Piisava massiga kuu on võimeline toetama nii Titani-laadset atmosfääri kui ka pinnal vedelat vett.

Sellega seoses pakuvad erilist huvi massiivsed päikesevälised planeedid, mis teadaolevalt asuvad elamiskõlblikus tsoonis (nagu Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b ja HD 37124 c), kuna neil võib olla looduslikud satelliidid, mille pinnal on vedel vesi.

Elu punase või valge tähe ümber?

Varustatud peaaegu kaks aastakümmet kestnud avastustega eksoplaneetide maailmas, on astronoomid juba hakanud kujundama pilti sellest, milline võiks välja näha elamiskõlblik planeet, kuigi enamik neist on keskendunud sellele, mida me juba teame: Maa-sarnane planeet, mis tiirleb ümber kollase kääbuse sarnase meie oma. Päike, mis on klassifitseeritud G-tüüpi põhijada täheks. Kuidas on lood väiksemate punaste M-tähtedega, mida meie galaktikas on palju rohkem?

Milline oleks meie kodu, kui see tiirleks ümber punase kääbuse? Vastus on natuke Maa-sarnane ja suures osas mitte Maa-sarnane.

Sellise kujuteldava planeedi pinnalt näeksime ennekõike väga suurt päikest. Arvestades orbiidi lähedust, tundub, et poolteist kuni kolm korda rohkem kui see, mis meie silme all on. Nagu nimigi ütleb, helendab päike jahedama temperatuuri tõttu punaselt.

Punased kääbused on kaks korda soojemad kui meie Päike. Esialgu võib selline planeet Maale tunduda pisut võõras, kuid mitte šokeeriv. Tegelikud erinevused ilmnevad alles siis, kui mõistame, et enamik neist objektidest pöörleb tähega sünkroonis, nii et üks pool on alati oma tähe poole suunatud, nagu meie Kuu teeb Maaga.

See tähendab, et teine ​​pool jääb tõeliselt pimedaks, kuna sellel puudub ligipääs valgusallikale – erinevalt Kuust, mida Päike teiselt poolt veidi valgustab. Tegelikult on üldine eeldus, et see osa planeedist, mis jäi igavesse päevavalgusse, põleb läbi ja see, mis sukeldus igavesse öösse, külmub. Samas... see ei tohiks nii olla.

Aastaid välistasid astronoomid punaste kääbuste piirkonna Maa jahipiirkonnana, arvates, et planeedi jagamine kaheks täiesti erinevaks osaks ei muuda kumbagi neist elamiskõlbmatuks. Kuid mõned märgivad, et atmosfäärimaailmadel on spetsiifiline tsirkulatsioon, mis põhjustab paksude pilvede kogunemist päikesepoolsele küljele, et vältida intensiivse kiirguse põletamist. Ringlusvoolud jaotavad soojust ka kogu planeedil.

Lisaks võib see atmosfääri paksenemine pakkuda olulist päevast kaitset muude kiirgusohtude eest. Noored punased kääbused on oma tegevuse esimesel paaril miljardil aastal väga aktiivsed, kiirgades rakette ja ultraviolettkiirgust.

Paksud pilved kaitsevad tõenäoliselt potentsiaalset elu, kuigi hüpoteetilised organismid peidavad end tõenäolisemalt sügavale planeedi vetes. Tegelikult usuvad teadlased tänapäeval, et näiteks ultraviolettkiirguse levialas olev kiirgus organismide arengut ei sega. Arenes ju varane elu Maal, millest kõik meile teadaolevad organismid, sealhulgas homo sapiens, alguse said, tugeva UV-kiirguse tingimustes.

See vastab lähima meile teadaoleva Maa-sarnase eksoplaneedi tingimustele. Cornelli ülikooli astronoomid ütlevad, et elu Maal on kogenud tugevamat kiirgust, kui on teada Proxima-b.

Proxima-b, mis asub Päikesesüsteemist kõigest 4,24 valgusaasta kaugusel ja meile lähimast Maa-sarnasest kivisest planeedist (kuigi me ei tea sellest peaaegu midagi), saab 250 korda rohkem röntgenikiirgust kui Maa. Samuti võib selle pinnal tekkida surmav ultraviolettkiirguse tase.

Arvatakse, et Proxima-b-laadsed tingimused eksisteerivad TRAPPIST-1, Ross-128b (peaaegu üheteistkümne valgusaasta kaugusel Maast Neitsi tähtkujus) ja LHS-1140 b (nelikümne valgusaasta kaugusel Maast Cetuse tähtkujus). süsteemid.

Muud oletused puudutavad potentsiaalsete organismide tekkimine. Kuna tumepunane kääbus kiirgaks palju vähem valgust, siis oletatakse, et kui tema ümber tiirlev planeet sisaldaks meie taimi meenutavaid organisme, peaksid nad fotosünteesiks neelama valgust palju laiemal lainepikkuste vahemikul, mis tähendaks, et eksoplaneedid võiksid olema meie arvates peaaegu must (Vaata ka: ). Siinkohal tasub aga endale selgeks teha, et Maal tuntakse ka rohelisest erinevat värvi taimi, mis neelavad valgust veidi erinevalt.

Viimasel ajal on teadlasi huvitanud teine ​​objektide kategooria – Maaga oma suuruselt sarnased valged kääbused, mis ei ole rangelt tähed, vaid loovad enda ümber suhteliselt stabiilse keskkonna, kiirgades energiat miljardeid aastaid, mis teeb neist intrigeerivad sihtmärgid. eksoplanetaarne uurimine. .

Nende väiksus ja sellest tulenevalt ka võimaliku eksoplaneedi suur transiidisignaal võimaldavad uue põlvkonna teleskoopidega vaadelda potentsiaalseid kiviseid planeetide atmosfääri, kui neid on. Astronoomid soovivad kasutada kõiki ehitatud ja kavandatud maapealseid vaatluskeskusi, sealhulgas James Webbi teleskoopi. Äärmiselt suur teleskoopkui ka tulevik päritolu, HabEx i LUVUARkui need tekivad.

Selles imeliselt laienevas eksoplaneetide uurimise, uurimise ja uurimise valdkonnas on üks probleem, mis on hetkel tähtsusetu, kuid mis võib aja jooksul muutuda tungivaks. Noh, kui meil õnnestub tänu üha arenenumatele instrumentidele lõpuks avastada eksoplaneet - Maa kaksik, mis vastab kõigile keerukatele nõuetele, täidetud vee, õhu ja temperatuuriga täpselt ja see planeet näeb välja "vaba" , siis ilma tehnoloogiata, mis lubab sinna lennata mingil mõistlikul ajal, mõistmine, et see võib olla piin.

Aga õnneks meil sellist probleemi veel ei ole.