Кеплер нашел планету как земля

Орбитальный телескоп НАСА “Кеплер” позволил ученым заглянуть в ранее недоступные для изучения глубины Вселенной. Среди сделанных с его помощью открытий – планета, у которой очень много общего с Землей.

Планета, названная Kepler-452b, вращается по орбите вокруг своей звезды примерно на таком же расстоянии, что и Земля, хотя ее диаметр больше земного на 60%.

Ученые утверждают, что у этой планеты больше земных черт, чем у прочих земных аналогов, открытых ранее.

Такие планеты очень интересуют астрономов по той причине, что они достаточно компактны и прохладны, чтобы на их поверхности могла удерживаться вода в жидком состоянии. А это значит, что на них могут существовать условия, благоприятные для поддержания жизни.

Звездная система Kepler-452 находится на расстоянии 1400 световых лет от Земли в созвездии Лебедя.

Ведущий ученый данного проекта НАСА Джон Грюнсфельд, представляя это открытие, назвал планету Kepler-452b пока что наиболее похожей на Землю.

Аналитик исследовательского центра НАСА в Калифорнии Джон Дженкинс добавил: “Для меня очень почетно сообщить вам эту новость сегодня. У нас теперь есть новый знакомый, который поселился по соседству”.

Соседство это относительное: при максимальной скорости удаления от Солнечной системы, достигнутой на сегодня каким-либо из рукотворных космических аппаратов, на то, чтобы достичь этой планеты, потребовалось бы более 25 млн лет.

Экзопланета

Новая планета пополнила список открытых “Кеплером” экзопланет – небесных тел, вращающихся, как и Земля, вокруг своего солнца.

В данный момент внимание ученых приковано примерно к 500 предполагаемым планетам, расположенным у далеких звезд.

Они входят в число 4175 кандидатов в планеты, идентифицированных при помощи этого телескопа без учета нынешней находки. До сих пор большинство из этих кандидатов впоследствии получали статус доказанных экзопланет.

Небольшая часть из этих планет размерами не слишком превосходит Землю и располагается в пределах так называемой “обитаемой зоны” в окрестностях своей звезды, схожей по строению с Солнцем, – то есть там, где в принципе может находиться вода в жидком состоянии, что считается обязательным условием поддержания жизни.

На данный момент в разных звездных системах найдено 12 планет, предположительно отвечающих этим требованиям. Kepler-452b – первая планета “обитаемого” типа, чье существование считается доказанным.

Ответ на вопрос о том, какая из этих планет более других похожа на Землю, во многом зависит от того, какие характеристики в первую очередь принимать во внимание.

Планета Kepler-186f, открытая в 2014 году, меньше, чем Kepler-452b, но вращается она вокруг “красного карлика” – звезды, которая гораздо более тусклая и прохладная, чем Солнце.

Kepler-452b вращается вокруг звезды, относящейся к тому же классу, что и Солнце. Эта звезда лишь на 4% массивнее и на 10% ярче Солнца. “Кеплер-452Б” облетает вокруг нее за 385 дней, так что ее “год” или, точнее, орбитальный период дольше земного лишь на 5%.

Массу планеты Kepler-452b пока что измерить невозможно, поэтому астрономам приходится полагаться на компьютерное моделирование, чтобы оценить различные варианты ее примерной массы. Наиболее вероятно, что масса “Кеплер-452b” примерно в пять раз больше земной.

Если ее поверхность скалистая, на планете должна продолжаться активная вулканическая деятельность, а сила притяжения на ней должна быть примерно в два раза больше, чем на Земле.

Звезда, вокруг которой вращается Kepler-452b, на 1,5 млрд лет старше Солнца. Ученые считают, что она может подсказать, что ждет Землю в будущем.

Возраст самой планеты оценивается в 6 млрд лет, то есть она – если эти данные верны – тоже на 1,5 млрд лет старше Земли.

“Если Kepler-452b на самом деле имеет скалистую поверхность, ее расположение относительно звезды означает, что она вступила в парниковую фазу своей климатической истории”, – говорит ученый Дуг Колдуэлл, работающей в программе “Кеплер”.

“Усиливающийся выброс энергии этого стареющего солнца может нагревать поверхность и испарять любые океаны. Вода может испариться, и планета может ее потерять навсегда, – говорит Колдуэлл. – Kepler-452b может переживать сейчас то, что Земле предстоит пережить более чем через миллиард лет, когда Солнце постареет и станет ярче”.

Суперземля

Ученый Университета Уорвика Дон Поллакко, не участвующий в этом проекте, сказал Би-би-си, что данные собранные телескопом “Кеплер”, позволяют оценочно прикинуть размер планеты относительно звезды, вокруг которой она вращается.

В действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическоеДон Поллакко

“Если вы знаете размер звезды, вы знаете размер планеты, – утверждает ученый. – Но, чтобы пойти дальше, например, узнать, скалистая ли у нее поверхность, нужно измерить массу планеты, а это намного сложнее сделать, так как они слишком далеко, чтобы провести такие измерения”.

“Так что в действительности они понятия не имеют, из чего сделана эта планета. Это может быть камень, а может небольшой газовый шар или, может быть, что-нибудь более экзотическое”, – говорит Дон Поллакко.

“Другие планеты “Кеплера”, находящиеся в “зоне жизни”, может быть, еще больше похожи на Землю. Например, Kepler–186f диаметром примерно в 1,17 больше Земли, а диаметр Kepler-438b составляет примерно 1,12 от земного”, – указывает ученый.

“На самом деле, при диаметре 1,6 земного Kepler-452b попадает в категорию, называемую “Суперземля”. В нашей Солнечной системе нет ни одной планеты такого типа. По этой причине суперземли очень интересны, но можно ли сказать, что они похожи на Землю?” – задается вопросом доктор Крис Уотсон из Королевского университета Белфаста.

“Если мы посмотрим на тип звезды, вокруг которой вращается Kepler-452b, становится ясно, что эта звезда похожа на Солнце, – утверждает Крис Уотсон. – Другие планеты “Кеплера”, обнаруженные в “зонах жизни”, вращаются вокруг “красных карликов” – звезд, гораздо менее горячих, чем Солнце. Поэтому планеты должны вращаться намного ближе к ним, чтобы получать такой же уровень тепла.

“Так что потенциально это может быть скалистая Суперземля на орбите, похожей на земную. Именно эта комбинация звезды и орбиты выделяет эту планету, на мой взгляд”, – сказал ученый в интервью Би-би-си.

Как нашли планету

Телескоп «Кеплер» был запущен NASA в 2009 году: его миссия — поиск экзопланет, вращающихся вне солнечной системы, а именно в созвездии Лебедя. Телескоп ищет планеты в «обитаемой зоне» звезды, очень похожей на Солнце. Для распознания экзопланет «Кеплер» использует транзитный метод: уже шесть лет он анализирует яркость нескольких сотен тысяч звезд в определенном участке космоса, чтобы зафиксировать затмения, спровоцированные планетами некоторых звезд. Когда планета проходит по орбите вокруг звезды, она преграждает исходящий от нее свет, а «Кеплер» регистрирует затмение. Если затмение звезды происходит с определенной периодичностью, значит, телескоп обнаружил планету. Информации о временных промежутках, с которыми планета вращается вокруг звезды, может быть достаточно, чтобы вычислить ее размер или температуру на поверхности. А значит, и определить, пригодна ли она для жизни.

Новая Земля-двойник

Обнаруженная «Кеплером» экзопланета получила название Kepler 452b. В диаметре она на 60 процентов больше Земли, год на планете равен 385 земным дням, ее возраст составляет шесть миллиардов лет, что на полтора миллиарда больше, чем возраст Земли, — ученые полагают, что за это время на планете вполне могла зародиться жизнь. Геологи уже пришли к выводу, что на Kepler 452b есть действующие вулканы. По этим данным можно предположить, что планета пригодна и для жизни человека, вот только расстояние от Земли до планеты составляет 1400 световых лет — 550 миллионов земных лет.

Индексы подобия Земле и обитаемости планеты

Международная группа астрономов, биологов, геохимиков и палеонтологов разработала две системы оценки степени пригодности планеты для жизни: индекс подобия Земле и индекс обитаемости планеты. Первый, соответственно, фиксирует, насколько условия изучаемой планеты схожи с земными, а второй оценивает вероятность наличия жизни на небесном теле.

Индекс подобия Земле вычисляется простым физическим сходством с нашей планетой: температура на поверхности, расстояние от звезды, размер, масса и плотность планеты. Индекс обитаемости вычисляется более сложными характеристиками: скалистая или ледяная поверхность, наличие атмосферы, магнитного поля и воды, освещенность. Наивысший рейтинг подобия Земли имеет сама Земля — он равен единице. Также оценивается и обитаемость: на Земле индекс тоже соответствует единице.

Ученым еще предстоит вычислить индексы подобия и обитаемости Kepler 452b.

Другие планеты-двойники

За шесть лет своего путешествия в космосе телескоп «Кеплер» обнаружил около четырех тысяч экзопланет. В этом году телескоп обнаружил 11 планет в «обитаемой зоне»: две из них — Kepler 438b и Kepler 442b — до обнаружения Kepler 452b были наиболее похожими на Землю. Они превышают размеры нашей планеты в два раза и вращаются вокруг холодных по сравнению с Солнцем красных карликов.

Дмитрий Вибе, доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН:

Есть два метода обнаружения планет у других звезд: метод лучевых скоростей и метод затмений. В первом случае наблюдатели пытаются отследить движение родительской звезды, которое вызвано притяжением одной или нескольких планет. Не только Солнце заставляет двигаться Землю, Земля тоже сдвигает его своим притяжением. Точное оборудование этот сдвиг может зафиксировать. Второй метод — метод затмения — был использован «Кеплером»: искомая планета в далекой планетной системе проходит по диску своей звезды, тем самым эту звезду время от времени для нас затмевая. Если блеск от звезды периодически пропадает, это свидетельствует о наличии планеты. Оба этих метода с легкостью обнаруживают планеты большой массы.

Исследования планет этими методами начались в 1995 году: первые результаты с точки зрения поиска другой жизни в космосе были не обнадеживающими.

Как появляется жизнь, мы толком не знаем. Поэтому, когда мы пытаемся найти условия, благоприятные для зарождения жизни, на больших расстояниях от Земли, мы ориентируемся на Солнечную систему — по крайней мере мы точно знаем, что в Солнечной системе жизнь однажды уже зародилась. Все найденные в первое время планеты были очень сильно непохожи на Землю. А когда были найдены целые планетные системы, они тоже оказывались слишком непохожими на Солнечную.

Но потом появился телескоп «Кеплер», способности которого позволяют обнаруживать не только большие планеты, но и небольшие, похожие на Землю. Постепенно с его помощью начал пополняться каталог планет все меньшей и меньшей массы. Kepler 452b превосходит Землю в полтора раза, но это все-таки не Юпитер.

Еще один важный фактор в поиске пригодных для жизни планет — «зона обитаемости», интервал расстояний до звезды, внутри которого на планете устанавливаются физические условия, позволяющие существовать жидкой воде. В том понимании жизни, которое сложилось на Земле, жидкая вода является важнейшим ингредиентом. Ни пар, ни лед для жизни не подходят.

До открытия Kepler 452b были известны планеты, близкие по массе к Земле, но не попадающие в «зону обитаемости». Были известны планеты в «зоне обитаемости», но отличающиеся от Земли по массе. Kepler 452b максимально похожа на Землю среди открытых планет: она вращается вокруг звезды, похожей на Солнце, близка по массе и находится в «зоне обитаемости». Такого сочетания факторов раньше никогда обнаружено не было.

Но никакой гарантии наличия жизни эти характеристики нам не дают. Одного только попадания в «зону обитаемости» недостаточно, мы знаем это по Солнечной системе. Марс, например, находится в этой зоне, и есть доказательства, что на нем когда-то была жидкая вода. Но потом она куда-то подевалась — и это большая загадка.

Для дальнейшего подробного изучения Kepler 452b важны не столько технические, сколько финансовые возможности. Уже предложено большое количество способов получить информацию о химическом составе атмосферы планеты — это был бы очень большой шаг вперед. Но чтобы зафиксировать эти критерии, требуются инструменты, которые сейчас у нас отсутствуют: очень большие и мощные телескопы космического базирования. Никаких особых технологических прорывов для создания этих телескопов не требуется. Но это настолько дорогое удовольствие, что вряд ли в обозримом будущем наши космические державы смогут себе такое позволить.

В итоге нам понятно, что наблюдать, понятно, как наблюдать. Осталось решить, готовы ли мы в это вкладываться. Ведь даже при наличии дорогостоящих инструментов мы, может, и не увидим маленьких зеленых человечков или великую китайскую стену на поверхности Kepler 452b.

Анатолий Засов, доктор физико-математических наук, руководитель отдела внегалактической астрономии ГАИШ МГУ:

Вопрос, действительно ли Kepler 452b похожа на Землю, — это вопрос для будущих исследований. Обнаруженная планета — просто один из немногих кандидатов в планеты типа нашей Земли. Сейчас известно о 1935 экзопланетах — они перечислены в специальном каталоге. О каждой из них известно очень мало. Объем информации зависит от метода, которым планеты были обнаружены, — как правило, мы знаем только их расстояние от звезды, массу либо размер. Также из наблюдений можно определить, сколько земных дней продолжается на данной планете год и какое количество энергии получает планета от звезды, вокруг которой она обращается.

Из этих почти двух тысяч планет можно отобрать около дюжины, которые, как мы надеемся, могут быть похожи на Землю. Схожесть определяется рядом параметров: размер планеты должен не более чем вдвое отличаться от Земли. Нужна твердая поверхность и необходимое количество получаемой энергии для существования жидкой воды на поверхности, без которой, по нашим представлениям, развитие жизни невозможно. В прошлом году была уже найдена планета Kepler 186f, удовлетворяющая этим требованиям — она расположена гораздо ближе к нам, но все же отличается от Земли сильнее, чем недавно открытая Kepler 452b.

К сожалению, кроме перечисленных параметров, мы пока больше ничего не знаем о новой экзопланете: ни ее массы, ни наличия на ней атмосферы, воды и даже твердой поверхности. Никто эту планету своими глазами не видел: ведь планеты находят не путем разглядывания или фотографирования их в телескоп, для этого они слишком далеки, а по косвенным признакам — в данном случае путем исследования периодических изменений яркости звезд, которые возникают, если планета, обращаясь вокруг звезды, каждый раз проходит на фоне ее диска и слегка ослабляет ее свет.

Сегодня мы не обладаем техническими возможностями и средствами, чтобы обнаружить на поверхности экзопланеты воду или детально исследовать другие ее характеристики. Но в будущем уже планируются исследования, в том числе с помощью телескопа James Webb, который скоро будет запущен в США. Здесь нужны очень точные наблюдения за изменениями в спектре звезд, которые возникают, когда планета проходит между нами и звездой. Эти изменения могут быть обусловлены только атмосферой планеты, если таковая имеется. И уже сейчас есть несколько планет, где с помощью тонкого спектрального анализа обнаружены некоторые признаки атмосферы. Но эти планеты не относятся к числу планет земного типа: они гораздо больше Земли и скорее похожи на Юпитер или Сатурн.

С другой стороны, ответы на многие не решенные сегодня вопросы мы вполне можем получить в ближайшие 10–20 лет, ведь наука развивается очень быстро. Планеты Солнечной системы как физические тела начали изучать всего несколько сотен лет назад, а первые планеты у других звезд были обнаружены всего 20 лет назад. Те методы, которыми мы сейчас ищем планеты у других звезд, позволяют обнаружить только крошечную долю существующих планет. Телескоп «Кеплер», открывший большую часть известных планет, находит только те планеты, плоскости орбит которых случайным образом оказались проходящими через Землю, только в этом случае планеты могут проецироваться на центральную звезду. Поэтому можно сказать, что в нашей звездной системе — Галактике — есть не десятки или тысячи, а несколько миллиардов планет, схожих с Землей. Но они еще долго останутся необнаруженными.

Ученые обнаружили материнскую звезду планеты, анализируя данные телескопа «Кеплер». «Хайтек» обнаружил результаты исследования.

Международная группа астрономов подтвердила существование K2-415b, экзопланеты размером с Землю. Она вращается вокруг карликовой звезды М-класса всего в 72 световых годах от нас. Также ученые собрали статистические данные о звезде и ее планете.

Авторы нового исследования обнаружили материнскую звезду планеты — K2-415, анализируя данные телескопа «Кеплер». Они подтвердили открытие, изучив данные спутника TESS (англ. Transiting Exoplanet Survey Satellite). Это космический телескоп, предназначенный для открытия экзопланет транзитным методом, разработан Массачусетским технологическим институтом в рамках Малой исследовательской программы НАСА.

Оказалось, что планета K2-415b вращается вокруг красного M-карлика — маленькой холодной звезды. Объекты такого типа чаще остальных встречаются в Млечном Пути. Красный карлик — маленькая и относительно холодная звезда главной последовательности, имеющая спектральный класс М. Они довольно сильно отличаются от других звезд. Диаметр и масса красных карликов не превышает трети солнечной (нижний предел массы — 0,0767 солнечной, за этим классом звезд идут коричневые карлики).

Изучая K2-415b, ученые обнаружили, что ее размер очень похож на земной, хотя масса экзопланеты гораздо больше. Также она вращается намного ближе звезде, чем Земля вокруг Солнца. K2-415b требуется всего четыре земных дня, чтобы совершить один оборот.

Ученые считают, что из-за такой близкой орбиты на планете неподходящие условия для жизни, несмотря на то, что звезда-хозяин намного холоднее Солнца. Но астрономы считают, что у планеты есть атмосфера, а, значит, она подходит для дальнейших исследований. Также ученые надеются, что вокруг звезды-хозяина могут быть и другие планеты.

Читать далее:

Два фото Земли с разницей в 50 лет сравнили в НАСА: что нашли ученые

Ученые пересадили крысам «мозг» человека и рассказали, что получилось в итоге

ChatGPT прошел собеседование в Google для инженера с зарплатой $183 000