Поиск жизни на Gliese 581c

Ср, 03/19/2014 - 17:59

Планетарная система Gliese 581. Все три планеты обращаются сравнительно близко от своей тусклой звезды. На переднем плане — планета super-Earth (иллюстрация ESO)

Звезда Gliese 581 удалена всего на 20,5 световых лет от нас (фото Digital Sky Survey)

Колебания лучевой скорости Gliese 581, вызванные обращением трех ее планет. Шкала внизу — орбитальные фазы, по вертикали — скорости в метрах в секунду (иллюстрация ESO)



Впервые астрономы обнаружили планету вне нашей Солнечной системы, которая является потенциально пригодной для жизни, с температурами подобными земным, сопоставимыми с Землей массой и размером и, вероятно, жидкой водой на поверхности. Что приятно, потенциально обитаемый мир находится всего в двух десятках световых лет от нас. Когда-нибудь люди туда смогут добраться.

О сенсационной находке рассказала 25 апреля 2007 года международная группа из 11 астрономов (из Швейцарии, Португалии и Франции), которая работала в Чили, на одном из телескопов Европейской южной обсерватории (ESO). Ученые нашли сходную с Землей планету у звезды Gliese 581 — красного карлика, расположенного в созвездии Весы.
Планета, получившая имя Gliese 581c, обладает массой примерно в 5 масс Земли. Ее диаметр оценивается в 1,5 диаметра нашей планеты, так что сила тяжести на ее поверхности составляет приблизительно 1,6 g. Из-за этих параметров астрономы окрестили ее также «Суперземлей» (super-Earth).

Ученые предполагают, что эта планета — скалистый мир, сходный с Землей по облику. Как возможный вариант — это может быть ледяная планета. Но в обоих случаях на ее поверхности должна быть жидкая вода. Причем, в случае с ледяным миром — она может быть покрыта океаном полностью.
Жидкая вода, насколько мы понимаем, — это условие для существования жизни.

Теперь о предположениях. Вода должна присутствовать на планете, говорят авторы открытия, просто потому, что таково наше представление о механизмах формирования планет. А вот о том, что она жидкая, говорит температура на поверхности, вычисленная астрономами: от 0 до 40 градусов по Цельсию.
Хотя Gliese 581 имеет массу в три раза меньше солнечной, а светит в 50 раз слабее, условия на Суперземле вполне комфортные. Ведь находится она в 14 раз ближе к своему солнцу (по сравнению с удалением Земли от Солнца), а год на той планете равен 13 суткам.

Потому в небе Суперземли ее родное солнце выглядит в 20 раз больше нашего светила. Правда, о вращении планеты вокруг оси еще нельзя сказать ничего определенного. Если из-за близости своего солнца она всегда обращена к нему одной стороной — у местной жизни будут проблемы.

В любом случае — это наиболее привлекательный кандидат на обитаемость из всех 220 экстрасолнечных планет, открытых в последние годы. Да что там привлекательный — единственный пока. Ведь прочие миры или слишком горячи, или слишком холодны, или, наконец, просто представляют собой газовые гиганты типа Юпитера.

К примеру, одна из экстрасолнечных планет, наиболее близких по массе к нашему родному миру, — OGLE-2005-BLG-390Lb «тянет» всего на 5,5 Земель. Неудивительно, что после десятков открытых газовых гигантов, с массами в несколько Юпитеров, эту «небольшую» планету окрестили «сестрой Земли». Но, увы, она так удалена от своей звезды, что на ее поверхности царит жуткий холод — минус 220 по Цельсию.

Ксавьер Дельфосс (Xavier Delfosse) из университета Гренобля (Grenoble University), один из членов команды, открывшей Суперземлю, говорит о Gliese 581c: «На карте сокровищ Вселенной хочется отметить эту планету большим крестиком».

Но важность открытия заключается не только в первой находке потенциально обитаемого мира.
Своим существованием Суперземля подсказывает ученым, что в ближнем окружении Солнца может скрываться немало миров, пригодных для жизни.

Gliese 581 входит в список 100 ближайших к Солнцу звезд. И из этой сотни 80% — такие же красные карлики. Если и у них есть скалистые планеты, сопоставимые по массе с Землей и обращающиеся вокруг своих солнц в пригодной для жизни зоне... В общем, рассказы о зеленых человечках постепенно обретают некую научную базу.

Согласно моделям предполагается, что на Gliese 581 c есть атмосфера, но из чего она состоит — пока сказать нельзя. Да и уверенно определить — есть ли она там вообще — тоже. Но с потенциальной атмосферой связано одно беспокойство. Если атмосфера слишком мощная, типа венерианской, условия на поверхности планеты будут слишком жаркими для существования жидкой воды.

Интересно, что два года назад та же самая команда астрономов уже нашла планету около Gliese 581 — с массой 15 земных масс, то есть подобную Нептуну. Она движется вокруг звезды с периодом в 5,4 дня. В то время астрономы уже видели намеки на другие планеты у той же звезды.

Теперь новый набор измерений позволил открыть Суперземлю, а также показал ясные признаки еще одной планеты, с 8 массами Земли и периодом обращения в 84 дня.


Метод обнаружения экзопланеты по измерению лучевой скорости основан на том, что лучевая скорость центральной звезды (host star) меняется из-за изменения направления гравитационного воздействия невидимой экзопланеты, вращающейся вокруг этой звезды.
Когда звезда движется в направлении к нам, ее спектр смещается в синюю область, и в красную область, когда звезда движется от нас.
Постоянное наблюдение за изменением спектра звезды и измерение ее лучевой скорости дает понять: колебания вызваны случайными явлениями или наличием экзопланеты

Планетарная система, окружающая Gliese 581, содержит, таким образом, не менее трех планет.

Интересно, что красные карлики вообще хорошо пригодны для поиска у них планет низкой массы, находящихся в «обитаемой» зоне. Ведь у них (красных карликов) эта зона расположена очень близко к звезде. А в таком случае вращающаяся там планета, даже при низкой массе, будет оказывать заметное гравитационное влияние на звезду.

И тут пора упомянуть о приборе, который позволил астрономам открыть планеты у Gliese 581. Он смонтирован на 3,6-метровом телескопе ESO и называется HARPS (High Accuracy Radial Velocity for Planetary Searcher). Это инструмент, как ясно из названия, измеряющий колебания лучевой скорости звезды, вызванные обращением планет вокруг нее.

Точность измерения скорости звезды у HARPS колоссальная — он чувствует разницу менее чем в один метр в секунду. Колебания лучевой скорости, открывшие астрономам Суперземлю, кстати, составили от 2 до 3 метров в секунду.

Авторы работы отмечают, что для большинства существующих спектрографов такие колебания представляли бы просто неразличимый шум. Неудивительно, что из 13 известных экстрасолнечных планет с массой ниже 20 масс Земли — 11 были обнаружены HARPS.

Интересно, что прежде, чем телескоп ESO нашел Gliese 581 c, астрономы направляли его (именно с этой целью) на 100 звезд. Но 90% времени изучали звезды, подобные Солнцу — желтые карлики. Между тем несколько ученых недавно выдвинули версию, что красные карлики также являются хорошими кандидатами на обладание землеподобными планетами. И оказались правы.
Теперь команда ESO решительно намерена пополнить список таких планет, руководствуясь данными, полученными от Gliese 581.
Один из открывателей Суперземли, Мишель Мэйор (Michel Mayor) из обсерватории Женевы (Observatory of Geneva), утверждает: «Мы уверены, учитывая полученные результаты, что открытие планеты с массой, равной земной, у красного карлика — уже в пределах досягаемости».

Другие материалы рубрики


  • ...И тут внимание исследователей привлекла давняя и очень любопытная гипотеза космических струн. Постичь ее трудно, представить наглядно просто невозможно: струны можно только описать сложными математическими формулами. Эти загадочные одномерные образования не излучают света и обладают огромной плотностью — один метр такой "ниточки" весит больше Солнца. А если их масса так велика, то и гравитационное поле, пусть даже растянутое в линию, должно значительно отклонять световые лучи. Однако линзы уже сфотографированы, а космические струны и "черные дыры" пока существуют лишь в уравнениях математиков. Из этих уравнений следует, что возникшая сразу после Большого взрыва космическая струна должна быть "замкнута" на границы Вселенной. Но границы эти так далеки, что середина струны их "не чувствует" и ведет себя, как кусок упругой проволоки в свободном полете или как леска в бурном потоке. Струны изгибаются, перехлестываются и рвутся. Оборванные концы струн тут же соединяются, образуя замкнутые куски. И сами струны, и отдельные их фрагменты летят сквозь Вселенную со скоростью, близкой к скорости света.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Теория эволюции звезд основана на диаграмме «спектр-светимость». Спектр звезды связан с температурой ее поверхностных слоев, светимость — это количество световой энергии, излучаемой звездой в единицу времени. По оси абсцисс откладывается последовательность спектральных классов, по оси ординат — светимость. Звезды Галактики изображаются на диаграмме точками. Точки могли бы расположиться как попало, могли бы сгуститься к одной линии. Но они сгущаются к нескольким линиям и областям, из которых выделяются пять. Им соответствуют группы звезд: звезды главной последовательности, субкарлики, красные гиганты, сверхгиганты, белые карлики. Сопоставляя диаграммы «спектр-светимость», составленные для различных звездных скоплений, можно с уверенностью утверждать, что звезды главной последовательности на определенном этапе эволюции превращаются в красные гиганты. Из диаграмм также видно, как это происходит: температура звезды начинает уменьшаться, размеры и светимость, наоборот, увеличиваются. Через некоторое время температура опять начинает расти. Скорость эволюции определяется начальной массой звезды.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Немного найдется произведений, передающих красоту космических объектов, называемых планетарными туманностями. Освещенные изнутри родительской звездой, расцвеченные флуоресцирующими атомами и ионами на фоне космической черноты, газовые структуры кажутся живыми. Ученые дали им прозвища — Муравей, Морская Звезда, Кошачий Глаз...
    Термин «планетарные туманности» — представляющие собой размытые, похожие на облака объекты, видимые только в телескоп — придумал два столетия назад английский астроном Вильям Гершель (William Herschel), исследователь туманностей. Многие из них имеют округлую форму, которая напомнила ученому зеленоватый диск планеты Уран, им же и открытой. К тому же он полагал, что округлые туманности могут быть планетными системами, формирующимися вокруг молодых звезд. Термин прижился, несмотря на то, что действительность оказалась иной: туманности такого типа состоят из газа, сброшенного умирающими звездами. Примерно через 5 млрд. лет Солнце закончит свой космический век изящным выбросом планетарной туманности, что не вполне соответствует теории эволюции звезд — основе, на которой базируется наше понимание космоса. Если звезды рождаются, живут и умирают круглыми, то как же они создают вокруг себя структуры, которые мы видим на фотографиях «Хаббла», подобные Муравью, Морской Звезде или Кошачьему Глазу?

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Пока ваш звездолет выбирается из гравитационной ловушки Гаргантюа, вы строите планы возвращения домой. К тому моменту, когда вы достигнете Млечного Пути, Земля станет на 2,4 млрд. лет старше, чем во время вашего старта. Изменения в человеческом обществе будут настолько велики, что вы не испытываете особого желания возвращаться на Землю. Вместо этого вы и команда звездолета решаете освоить пространство вокруг какой-нибудь подходящей вращающейся черной дыры. Ведь именно энергия вращения дыры в квазаре 8C 2975 позволяет квазару «проявить себя» во Вселенной, поэтому энергия вращения дыры меньших размеров может стать источником энергии для человеческой цивилизации.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Судя по многочисленным публикациям, посвященным современной астрофизике, она находится на подъеме. Положение дел даже сравнивают с революционной ситуацией, сложившейся в физике в начале прошлого века. Но если тогда истина рождалась в спорах, сейчас новые понятия проникают в астрофизику практически без сопротивления. При этом ключевые положения старой теории, вместо того, чтобы обрести окончательную ясность, заменяются наборами гипотез. Современный астрофизик подробно объяснит, что такое космологический вакуум или антигравитация, но на вопрос о происхождении галактик даст расплывчатый ответ, включающий несколько возможных сценариев.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • За последнее время вблизи Земли пролетели несколько сравнительно крупных небесных тел. Сильную тревогу вызвало в 1936 г. прохождение астероида Адонис на расстоянии около 2 млн. км от Земли. А настоящую панику вызвал в 1937 г. астероид Гермес, имеющий диаметр ≈1,5 км, промчавшийся лишь на расстоянии 800 тыс. км от Земли (удвоенное расстояние до Луны). Позже (в 1992 г.) большой ажиотаж был связан с приближением к Земле малой планеты Тоутатис. Астероид диаметром около полукилометра пролетел мимо Земли 19 мая 1996 г. на расстоянии всего 450 тыс. км.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Был ли Большой взрыв началом времени или Вселенная существовала и до него? Лет десять назад такой вопрос казался нелепым. В размышлениях о том, что было до Большого взрыва, космологи видели не больше смысла, чем в поисках пути, идущего от Северного полюса на север. Но развитие теоретической физики и, в частности, появление теории струн заставило ученых снова задуматься о предначальной эпохе.
    Вопрос о начале начал занимать философов и богословов с давних времен. Он переплетается с множеством фундаментальных проблем, нашедших свое отражение в знаменитой картине Поля Гогена «D’ou venons-nous? Que sommes-nous? Ou allons-nous?» («Откуда мы пришли? Кто мы такие? Куда мы идем?»). Полотно изображает извечный цикл: рождение, жизнь и смерть — происхождение, идентификация и предназначение каждого индивидуума. Пытаясь разобраться в своем происхождении, мы возводим свою родословную к минувшим поколениям, ранним формам жизни и прото-жизни, химическим элементам, возникшим в молодой Вселенной, и, наконец, к аморфной энергии, некогда заполнявшей пространство. Уходит ли наше фамильное древо корнями в бесконечность или космос так же не вечен, как и мы?

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Наблюдения на рентгеновской обсерватории «Чандра» показали наличие большого числа маломассивных рентгеновских двойных звезд в эллиптических и линзовидных галактиках, а также в балджах — центральных сферических компонентах — дисковых галактик. Распределение источников по светимостям хорошо описывается двумя компонентами, граница между которыми соответствует светимости порядка (2-3) 1038 эрг/с. Т.к. эта величина примерно соответствует максимальной (т.н. Эддингтоновской) светимости объекта с массой 1.4 Мо, то возможно, что более мощные источники являются аккрецирующими черными дырами, а менее мощные — нейтронными звездами. Т.о. с некоторой долей уверенности можно говорить, что мы видим в галактиках ранних типов — эллиптических и линзовидных — тесные двойные системы как с черными дырами (самые яркие источники), так и с нейтронными звездами (менее яркие).



  • Объект, отснятый близ звезды, сходной с Солнцем, не вписывается в привычные теории формирования планет. Специалистам еще предстоит разобраться с особенностями рождения этого странного мира, а широкая публика просто любуется снимками. Еще бы — не каждый день можно увидеть планету другой звезды, пусть и открыты их сотни.
    Звезда 1RXS J160929.1-210524 расположена примерно в 500 световых лет от нас. Она очень похожа на Солнце. Ее «вес» равен 85% массы нашей родной звезды. Правда, это светило значительно моложе нашего — 210524 возникла порядка пяти миллионов лет назад.
    Новая планета, по расчетам астрономов, обладает массой примерно в восемь масс Юпитера. И она не была бы такой уж уникальной, если б не два обстоятельства. Первое — она «вживую» запечатлена на снимках. А о втором скажем позже.
    Впервые астрономы непосредственно увидели объект планетарной массы на орбите вокруг звезды, такой как Солнце, и если подтвердится, что этот объект действительно гравитационно привязан к звезде, это будет крупным шагом вперед.
    Интригу, впрочем, принесло не яркое достижение наблюдательной астрономии как таковое, а выявленные параметры системы.



  • ...Среди прочих лептонов в 1936 году, среди продуктов взаимодействий космических лучей, был открыт мюон. Он оказался одной из первых известных нестабильных субатомных частиц, которая во всех отношениях, кроме стабильности, напоминает электрон, то есть имеет тот же заряд и спин и участвует в тех же взаимодействиях, но имеет бóльшую массу. Примерно за две миллионные доли секунды мюон распадается на электрон и два нейтрино. На долю мюона приходится значительная часть фонового космического излучения, которое регистрируется на поверхности Земли счетчиком Г. Гейгера...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6