Землеподобные планеты

Сб, 03/29/2014 - 20:28

Космический телескоп COROT

Космический телескоп Kepler

Кеплер будет исследовать звезды в направлении спирального рукава Ориона нашей Галактики. Расстояния до большинства исследуемых звезд, около которых будет осуществляться поиск землеподобных планет, находятся в промежутке от 600 до 3000 световых лет. Свечение звезд, находящихся дальше 3000 световых лет, является слишком слабым для обнаружения транзитов планет (илл. NASA)

увеличенная область рассеянного скопления NGC 6791

PSR B1620-26 b в представлении художника



Невиданный успех фильма «Аватар» о событиях на экзопланете Пандора на самом деле может быть не такой уж и фантастикой. По крайней мере, обнаружение новых планет в других звездных системах дает нам надежды на то, что мы на самом деле увидим причудливых инопланетных существ.
Фантастика зачастую является таковой лишь для определенной эпохи, и с развитием научно-технического прогресса она становится реальностью. Вот и «Аватар» не зря был снят, точнее, смонтирован именно сейчас — ведь еще десять-пятнадцать лет назад подобное казалось уж больно нереальным. Примерно, как обнаружение живого динозавра.

Современные астрономы уже не отрицают, что где-то там, в других галактиках или даже в нашем родном Млечном пути, есть жизнь. Завлабораторией астроинформатики Главной астрономической обсерватории НАН Украины Ирина Вавилова так и говорит: «Считаю, что она существует. В форме простейших организмов — так точно».

Например, согласно подсчетам математиков Карлоса Котты и Альваро Моралеса из Университета Малаги (Испания), в нашей Галактике могут существовать до 1000 разумных цивилизаций. Ученые искали ответ на знаменитый парадокс Ферми: «Если внеземных цивилизаций так много, то где они?», и предположили следующее.

Инопланетяне, прежде чем осваивать другие планеты, запустят беспилотные аппараты-разведчики (примерно так, как делают земляне). Такая тактика позволила бы им значительно быстрее изучить обширные районы космоса, считают Котта и Моралес.

Поскольку наши приборы до сих пор не зарегистрировали ни одного подобного зонда, исследователи рассчитали, сколько аппаратов одновременно могут находиться в Млечном пути незамеченными. При этом они рассматривали ситуации, когда внеземные цивилизации посылали разное количество аппаратов, а также брали разные значения среднего времени жизни каждого зонда.
И вот что получилось в итоге. Если время жизни каждого аппарата составляет 50 миллионов лет, то в нашей Галактике могут существовать от 100 до 1000 других разумных цивилизаций, если же зонды могут «продержаться» вдвое дольше, то число иных миров сокращается до 10.

Однако что, кроме сугубо теоретических подсчетов, позволяет нам предполагать о наличии инопланетной жизни не только в форме простейших организмов, вирусов или бактерий, но и белковых молекул или, идем дальше, — разумных существ?

От Бруно к Барнарду

Да, сейчас мы знаем не только в теории, но и на практике о том, что наша Солнечная система — не уникальное явление во Вселенной, а всего лишь одна из, по сути, бесконечного числа планетных систем.

Первые попытки найти планеты, обращающиеся вокруг других звезд, были связаны с наблюдениями за положением близких светил. Еще в 1916 году американский астроном Эдвард Барнард обнаружил красную звездочку, которая «быстро» смещалась по небу относительно других звезд. Астрономы назвали ее Летящей звездой Барнарда. Она — одна из ближайших к нам звезд и по массе в семь раз меньше Солнца, поэтому влияние на нее планет (при их наличии, разумеется) должно быть весьма заметным. Позже оказалось, что планет у нее таки нет.
В конце 80-х годов ХХ века многие группы астрономов начали систематическое измерение скоростей ближайших к Солнцу звезд, ведя специальный поиск экзопланет с помощью высокоточных спектрометров.

Интересно, что первые планеты были открыты не у звезд главной последовательности, а у пульсаров. Суть в том, что радиопульсары (нейтронные звезды) — чрезвычайно стабильные источники и ученые могут выявить их движение со скоростями порядка 1 см/с, а значит, обнаружить рядом планеты, массами намного меньше Юпитера.

Первое подтвердившееся открытие внесолнечных планет сделал Александр Вольшчан в 1991 году около радиопульсара PSR 1257+12 с помощью 305-метровой антенны телескопа в Аресибо. Правда, потом эти экзопланеты были признаны вторичными, так как «первородные» вряд ли могут пережить катастрофическое сбрасывание оболочки родительской звезды.
Настоящая экзопланета была впервые обнаружена в 1995 году. Это сделали французские астрономы Мишель Майор и Дидье Квелон. Они построили спектрометр, способный измерять доплеровское смещение линий с точностью до 13 м/с. Они на протяжении года измеряли лучевые скорости у 142 ближайших солнцеподобных звезд и довольно быстро обнаружили покачивание звезды 51 Пегаса с периодом 4,23 сутки под влиянием юпитероподобной (по массе) планеты.

После этого открытие экстрасолнечных планет и систем посыпались, как из рога изобилия. Главный тому итог для науки — Солнечная система перестала быть единственной в своем роде, хотя, как показывают наблюдения, многие уникальные черты ей все же характерны. Ну и наконец, астрономы получили доказательства предположений того же Джордано Бруно о наличии во Вселенной множества миров, подобных или не очень, нашему, а также их возможной обитаемости.
Как известно, Бруно за его учения «святая инквизиция» сожгла на костре, и хоть с тех пор и прошло более 400 лет, выдающийся ученый не был реабилитирован. Папа Римский Иоанн Павел II, когда ему задали вопрос, почему так случилось, ушел от прямого ответа, намекнув, что это будет возможно лишь в случае обнаружения инопланетного разума. Что же, вполне возможно, что ждать этого нам осталось недолго.

Надежда на «Кеплер»

Астрономы понимали, что с Земли много экзопланет не найдешь, да и качество снимков космического телескопа «Хаббл» убедили их в необходимости вывести на орбиту телескоп, который специально занимался бы поиском планет в других звездных системах.

Первой ласточкой стал французо-европейский космический телескоп «КоРоТ». Не ломайте голову над тем, в честь кого он так назван. Это всего лишь аббревиатура от длинного английского названия COnvection ROtation and planetary Transits (т.е. назван он по методам поиска экзопланет, о чем мы поговорим чуть ниже). Он был выведен на орбиту 27 декабря 2006 года, но нормально работать начал лишь спустя 5 месяцев (много времени ушло на тестирование и настройку систем).

Что же такого делает «КоРоТ» и чем он отличается от других телескопов, того же «Хаббла»? Начнем с того, что он, в отличие от «Хаббла», имеет две четкие задачи: поиск экзопланет (в том числе и земного типа), а также изучение внутреннего строения звезд (задача, прямо скажем, для широкого круга любителей космоса не очень интересная). Это первый в мире телескоп, способный обнаруживать скалистые планеты вокруг других звезд. По крайней мере, об этом говорится на официальном сайте миссии телескопа.

Своим мощным «глазом» телескоп смотрит в созвездия Змеи и Единорога. Они оба довольно-таки перспективны в плане возможного наличия планет: в созвездии Единорога — 146 звезд, Змеи — на 40 меньше.

Но! Во-первых, «КоРоТ» способен обнаружить только те планеты, которые в несколько раз больше Земли (собственно, мы выше писали, что найти маленькие внесолнечные планеты современные телескопы пока не в состоянии).

Во-вторых, он не предназначен для поиска обитаемых планет. А в-третьих, этот телескоп может наблюдать только небольшой процент планет в пределах своей зоны чувствительности, так как только небольшая часть планет будет пересекать диск своей звезды под углом, доступным для наблюдения.

Тем не менее он сумел открыть семь (на момент написания статьи) экзопланет, среди которых есть одна особенная — Суперземля (super-Earth).

Телескоп НАСА «Кеплер» — совсем другой аппарат, хоть и также предназначен для поиска экзопланет. Главное его отличие от «КоРоТа» — поиск обитаемых планет (Kepler Mission — A search for habitable planets — так написано на его официальном сайте). Телескоп был выведен на орбиту утром 7 марта 2009 года, затем несколько месяцев длилась настройка и калибровка оптики, и уже в августе он начал выдавать «на гора» результаты (об этом — чуть ниже).

По словам директора отдела астрофизики НАСА в Вашингтоне Джона Морса, «Кеплер» — крайне важный компонент в поиске и изучении в других звездных системах планет, где могут быть условия, подобные земным. Миссия телескопа будет длиться 3,5 года, можно ожидать, что за это время он найдет сотни планет размером с Землю и больше.
Так что не зря астрономы рассчитывают, что в этом году исследование экзопланет выйдет на новый уровень именно благодаря телескопу «Кеплер». Он, кстати, способен искать не только сами планеты, но и их спутники, так называемые экзолуны.

Поиск пригодных для жизни планет — не просто прихоть астрономов. По оценкам ООН, до 2050 г. на нашей планете могут исчерпаться запасы нефти, газа и урана, будет не хватать продовольствия, а естественные условия могут стать непригодными для жизни, поэтому альтернативная «Земля» человечеству не помешает. И пускай даже сейчас это считается слишком смелым, если не смешным, заявлением, никто не сможет спрогнозировать, как на него будут реагировать через 100-200 лет.

Если представить, что миссия «Кеплера» будет удачной, то уже через лет пять (на обработку полученных телескопом результатов уйдет какое-то время) астрономы будут иметь несколько десятков кандидатов на звание обитаемых планет и вполне могут начинать посылать к ним радиосигналы.

И как знать, может, на какой-то из них откликнется инопланетная цивилизация? Собственно, раз уж мы заговорили о разумных существах во Вселенной, то даже в случае неудачи «экзопланетных телескопов» есть шанс выйти с ними на контакт. У НАСА есть запасной вариант — проект SETI@home — это вам не какая-то алюминиевая табличка на «Пионере», а научно-обоснованный метод поиска инопланетного разума.

В рамках проекта компьютеры энтузиастов обрабатывают принятые сигналы земных радиотелескопов в надежде обнаружить среди них сигналы, произведенными инопланетными приборами разумных существ. Так вот, главный астроном данного проекта Сет Шостак считает, что выйти на такой контакт мы сможем уже к 2025 году, обосновывая это утверждение законом Мура.
Данный закон предполагает, что каждые 1,5 года производительность компьютерных процессоров удваивается. И сей процесс ныне и правда проходит согласно нему. Сет Шостак по праву считает, что если эта тенденция продолжится, то к 2025 году радиотелескопы смогут «услышать», что происходит в космическом пространстве на расстоянии 500 световых лет от Земли.
Да, пока это все — всего лишь теории, но не так ли и развивалась наука, в частности, физика?

На ближайшие «экзопланетные миссии», в частности New Worlds Mission (НАСА) и «Дарвин» (Европейское космическое агентство), возлагаются огромнейшие надежды. Новые околоземные телескопы будут искать обитаемые планеты не по косвенным, а по прямым «уликам» (а именно: по излучению, идущему от планет в инфракрасном диапазоне). Но подробнее о них стоит говорить уже ближе к запуску, который намечен соответственно на 2013 и 2015 гг.

Другие материалы рубрики


  • Этот взрыв потряс не только часть Вселенной, но и земную астрономию! Громадная звезда вдруг стала сверхновой, и ее разорвало на куски с таким шиком, что даже бывалые астрономы заявили, что никогда такого не видали. А ведь должна была вести себя тихо-тихо. Ученые подозревают, что такое разрушительное событие может в любой момент повториться у нас прямо под боком. Возможно, даже завтра. Или прямо сейчас.



  • Космологи в замешательстве. Обычно предметы, брошенные вверх, замедляются. Планеты притягивают объекты, звезды притягивают планеты. Это нормально. Но почему тогда Вселенная расширяется? Отдельные галактики, разбросанные после Большого взрыва в разные стороны, должны притягиваться друг ко другу — и расширение должно замедляться. Но того не происходит: они разлетаются друг от друга с ускорением. Принято считать, что виновата во всем темная энергия, хотя она темная именно оттого, что о ней никто ничего не знает. Но уже ясно точно, что на предельно больших расстояниях гравитация превратилась в отталкивающую силу, а не в притягивающую.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • 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).



  • В кинокомедии «Карнавальная ночь» один из персонажей — лектор — сообщает: «Есть ли жизнь на Марсе, нет ли жизни на Марсе, науке не известно». С тех пор прошло почти полвека, но это утверждение справедливо и сегодня. Однако не менее справедливо и другое: «Где есть вода — там есть и жизнь». Сегодня с большой долей уверенности можно сказать: вода на Марсе есть. Дело за малым — отыскать там жизнь.


  • Варварские наклонности некоторых звезд иногда возмущают. Пока одни отнимают вещество у ближайших тел, другие поступают еще более нагло и жестоко. Они скидывают со звезд газопылевые диски, которые могли бы дать начало новой планетной системе, а то и новым формам жизни. Но не со всех, а лишь с тех, кто решается переступить опасную черту.



  • Космические фонтаны из водяного льда, пара и смеси других веществ, поднимающиеся над равнинами луны Сатурна, давно интригуют специалистов. Не хотят сходиться уравнения, описывающие энергетику этого мира, столь удаленного от Солнца. Однако все встает на свои места, если учесть новое открытие: волнующая активность Энцелада по геологическим меркам — мимолетный эпизод.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • 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


  • ...Итак, согласно полученным результатам, в конце первой секунды температура достигла 1010 К — это слишком много для того, чтобы могли существовать сложные ядра. Все пространство Вселенной было тогда заполнено хаотически движущимися протонами и нейтронами, вперемешку с электронами, нейтрино и фотонами (тепловым излучением). Ранняя Вселенная расширялась чрезвычайно быстро, так что по прошествии минуты температура упала до 108 К, а спустя еще несколько минут — ниже уровня, при котором возможны ядерные реакции...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...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


  • ...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