В ближайшие десять лет в распоряжении ученых появятся новые сверхмощные телескопы – космическая обсерватория им. Джеймса Вебба (2018 г.), американский Тридцатиметровый телескоп на Гавайях (2022 г.), Экстремально большой телескоп E-ELT Европейской южной обсерватории (2024 г.) и другие. Вместе с ними количество экзопланет, доступных для изучения, и объем получаемой информации об этих телах заметно вырастут. Поэтому уже сейчас астрономы предлагают методы оценки и сравнения потенциальной пригодности экзопланет для поддержания жизни. Новая шкала, названная «индекс обитаемости для транзитных экзопланет», была подготовлена учеными из Лаборатории виртуальной планетологии Вашингтонского университета – профессорами Рори Барнсом, Викторией Мидоуз и ассистентом Николем Ивансом.

«Мы предлагаем метод, который позволяет взять доступные данные наблюдений и разработать схему приоритетов». – поясняет Барнс. – «Например, имея сотни доступных для наблюдения целей, мы можем сказать: «Окей, давайте начнем с этой».

Космический телескоп Кеплер, запущенный в 2009 году, сделал доступными для обнаружения тысячи планет за пределами Солнечной системы. Телескоп Вебб позволит изучать состав атмосфер небольших экзопланет, имеющих твердую поверхность.

Один из самых распространенных методов поиска экзопланет – транзитный. Тела, вращающиеся вокруг далеких звезд, фиксируются благодаря периодическому снижению интенсивности излучения звезды во время пролетов тела между звездой и телескопом. Именно этот метод использовал телескоп Кеплер. После поломки в 2012 году он функционирует в очень ограниченном режиме. Однако уже в 2017 году НАСА планирует запустить новый телескоп для поиска экзоплангет транзитным методом, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Благодаря ему, как надеются ученые, количество известных экзопланет вырастет на несколько тысяч. Большим шагом вперед станет использование транзитной спектроскопии на телескопе Вебб – именно эта технология позволит анализировать состав атмосфер экзопланет.

Наблюдательное время любых обсерваторий стоит дорого. Традиционно приоритет получают более интересные с научной точки зрения проекты. Простейшим признаком потенциальной обитаемости экзопланет сейчас является ее попадание в так называемую «обитаемую зону» – область пространства вокруг звезды, в котором количество поступающего от звезды тепла позволяет воде на поверхности планеты существовать в жидком виде. Концепция «обитаемой зоны» часто подвергается критике, поскольку она не является достаточным (а, возможно, и необходимым) фактором для формирования условий для жизни. Например, в Солнечной системе в эту зону попадают помимо Земли еще две планеты – Венера и Марс.

Среди известных ученым планет за пределами Солнечной системы сотни попадают в «обитаемую зону». Сейчас американские ученые предлагают использовать балльную систему оценки перспективности экзопланет. В действительности она основана на том же принципе, что и «обитаемая зона», т. е. анализирует тепловую обстановку на поверхности планеты. Однако астрономы разработали индекс, который учитывает сразу несколько параметров. Во-первых, это оценка вероятности того, что планета имеет твердую поверхность (согласно последним исследованиями, даже планеты средних размеров – так называемые суперземли – в действительности могут быть по своей природе ближе к газовым гигантам). Второй параметр –альбедо, он связан с особенностями того, как планета отражает свет. Третий параметр – округлость орбиты. Она влияет на то, сколько энергии получает планета от своей звезды. Последние два параметра противодействуют друг другу: чем больше света отражается то планеты в космос, тем меньше тепла она получает. С другой стороны, чем больше эксцентриситет орбиты (т. е. чем она менее округлая), тем больше энергии планета получает при пролете около звезды.

По словам Барнса, если планета, находится ближе к внутренней границе «обитаемой зоны», она должна иметь высокое альбедо, чтобы охлаждаться за счет излучения лишнего тепла. С другой стороны, среди более удаленных планет перспективными будут те, которые имеют более низкую отражающую способность и более высокий эксцентриситет орбиты.

Барнс, Мидоуз и Иванс попробовали применить свой индекс для ранжирования планет, найденных при помощи телескопа Кеплер между 2009 и 2012 годами. Общий вывод гласит, что наибольшие шансы на зарождение жизни имеют планеты, получающие от 60 до 90% того тепла, которое получает Земля от Солнца. Такой вывод в очередной раз инициирует вопросы о корректности идеи «обитаемой зоны». Полностью статья будет опубликована в журнале Astrophysical Journal.

• < Назад
• Вперёд >