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


  • ...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


  • ...Теперь вы должны быть предельно внимательны. Следующие несколько секунд окажутся решающими, поэтому вы включаете высокоскоростную регистрирующую систему для детальной записи всех приходящих сведений. Через 61 с R3D3 сообщает, что все системы пока функционируют нормально, горизонт - на расстоянии 8000 км и приближается со скоростью 15 тыс. км/с. Проходит 61,6 с. Еще все в порядке, до горизонта осталось 2000 км, скорость - 30 тыс. км/с (или 0,1 скорости света, так что цвет излучения начинает меняться все заметнее). А затем, в течение следующей 0,1 с вы с изумлением замечаете, что излучение из зеленого становится красным, инфракрасным, микроволновым, затем приходят радиоволны и наконец все исчезает. Через 61,7 с все кончено - лазерный луч пропал. R3D3 достиг скорости света и исчез за горизонтом.

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


  • В августе 1989 года с космодрома Куру ракетой-носителем Ариана 4 был запущен на орбиту вокруг Земли искусственный спутник HIPPARCOS. Название этого аппарата напоминает имя известного древнегреческого астронома Гиппарха (II в. до н.э.), открывшего явление прецессионного движения оси вращения Земли и предложившего первую фотометрическую шкалу измерения блеска звезд. Отдавая дань уважения Гиппарху, специалисты из Европейского Космического Агентства дали своему спутнику имя, которое они составили из первых букв полного названия научного проекта: HIgh Precision PARarallax COllecting Satellite — «Спутник для получения высокоточных параллаксов». Космический аппарат просуществовал на орбите 37 месяцев, и за это время он провел миллионы измерений звезд. В результате их обработки появились на свет два звездных каталога. Первый из них — HIPPARCOS.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Эксперты ООН в ежегодных докладах публикуют данные, говорящие, что Землю в перспективе ждет катастрофическое глобальное потепление, обусловленное возрастающими выбросами углекислого газа в атмосферу. Однако наблюдение за Солнцем позволяет утверждать, что в повышении температуры углекислый газ «не виноват» и в ближайшие десятилетия нас ждет не катастрофическое потепление, а глобальное, и очень длительное, похолодание.

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


  • Никто пока не определил, всякая ли звезда в Галактике окружена другими планетами, либо Солнце является исключением из данного правила. За последние 9 лет астрономы при наблюдении за колебательными движениями звезд, которые вызваны воздействием, оказываемым на них планетами, обнаружили сотни таких планет. Но этот метод помогает фиксировать лишь самые массивные планеты, находящиеся неподалеку от звезд. Так можно обнаружить Юпитер, Сатурн в Солнечной системе, но мелкие тела (кометы, астероиды, планеты земного типа), делающие Солнечную систему такой разнообразной, астрономы бы не смогли найти, используя эти методы наблюдения.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • 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


  • Уже очень скоро сверхмассивную черную дыру в центре нашей Галактики украсит красочный венец из молодых и ярких звезд. Следы метилового спирта в огромном газовом кольце вокруг нее означают, что в нем уже формируются массивные звезды. Раньше астрономы думали, что черная дыра образованию звезд может помешать.
    В центрах большинства галактик, особенно крупных, находятся сверхмассивные черные дыры, весящие миллионы и даже миллиарды солнечных масс — куда больше тех, что возникают в конце эволюции звезд. Судя по всему, эти объекты зародились еще в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва, породившего нашу Вселенную, и с тех пор лишь росли, постепенно нагуливая массу и освещая свои вселенские окрестности ярким светом активности галактического ядра

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...Несмотря на то, что идея коллапса кажется простой (при сжатии ядра выделяется энергия гравитационной связи, за счет которой выбрасываются внешние слои вещества), трудно понять процесс в деталях. В конце жизни у звезды с массой более 10 масс Солнца образуется слоеная структура, с глубиной появляются слои все более тяжелых элементов.
    Ядро состоит в основном из железа, а равновесие звезды поддерживается квантовым отталкиванием электронов.
    Но в конце концов масса звезды подавляет электроны, которые вжимаются в атомные ядра, где начинают реагировать с протонами и образовывать нейтроны и электронные нейтрино. В свою очередь, нейтроны и оставшиеся протоны прижимаются друг к другу все сильнее, пока их собственная сила отталкивания не начнет действовать и не остановит коллапс.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • 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.



  • 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