Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 22.10.2017

Scroll to top

Top

Нет комментариев

О планетах земной группы

О планетах земной группы
shortstoryf

Используя данные, полученные с помощью космического телескопа Кеплер, учёные из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) провели исследования наличия планет земной группы у так называемых красных карликов. К слову, самый близкий к нам подобный объект находится на расстоянии всего 13 световых лет.

Жизнь у красных карликов?

Красные карлики — самые распространенные звезды во вселенной. Они меньше, холоднее Солнца и не такие активные. В сравнении с Солнцах красные карлики в три раза меньше его, а их светимость составляет порядка одной тысячной солнечной. В связи с этим их совершенно не видно с Земли невооруженным глазом. Не смотря на это, красные карлики являются благоприятными звездами для наличия планет земной группы. Каждая третья из четырёх звезд в нашей галактике является красным карликом, а всего их порядка 75 миллиардов. Благодаря своим небольшим размерам, планеты, вращающиеся вокруг таких звезд, легче засечь по изменению ее светимости.

Изучением планет у красных карликов занималась Кортни Дрессинг, астроном CfA. В своих исследованиях она просмотрела каталог Кеплера, составленный из 158000 звезд, с целью идентификации тех, которые относятся к красным карликам. Затем Кортни заново проанализировала их размеры и температуру. Оказалось, что все звезды на самом деле меньше и холоднее, чем это принято. Благодаря этому удалось сузить границы зоны обитания вокруг красных карликов. Действительно, чем меньше звезда, тем меньше планета, которую она может удержать, чем она холоднее, тем уже границы зоны обитания.

Кортни идентифицировала 95 объектов в качестве возможных планет у красных карликов. В связи с этим можно утверждать, что около 60% таких звезд имеют планеты, размерами меньше Нептуна. Однако, большинство из них не подходят по тем или иным признакам в группу планет земного типа. Кортни обнаружила всего лишь три планеты, которые по температурным характеристикам и размеру, сопоставимы с Землёй. Говоря сухим языком статистики, всего лишь 6% всех красных карликов могут иметь планету, подобную Земле. Говорит соавтор исследований, Девид Шарбонно:

«Теперь мы знаем приблизительное количество планет, пригодных для жизни. Это означает, что впоследствии нам будет существенно легче искать жизнь за пределами Солнечной системы.»

Для выявления планет земной группы потребуется помощь современных космических и сети из наземных телескопов. Использование в этих исследованиях таких телескопов как Джеймс Вебб (James Webb Space Telescope) и Большого Магелланова Телескопа (Giant Magellan Telescope) в значительной степени позволит обнаружить планеты у малых звезд, пригодные для существования жизни, а в будущем и изучать их химический состав. Ученые уже сейчас утверждают что инопланетные миры могут значительно отличаться от нашего. В связи с тем, что зона обитания у красных карликов находится ближе, чем, например, у Солнца, ультрафиолетовое излучение существенно оказывает влияние на распространение жизни на планете. Понимая это, можно сказать, что обитаемая планета будет иметь плотную атмосферу, или, возможно, жизнь на ней будет находится под поверхностью. Следует учесть и тот факт, что продолжительность жизни красных карликов значительно больше продолжительности жизни звёзд солнечной группы, вследствие чего сама обитаемая планета может быть старее Земли и обладать более развитыми организмами.

Три объекта-кандидата, отмеченные выше, получили свои идентификаторы как Кеплеровские Объекты Исследований (Kepler Object of Interest (KOI)) и имеют следующие обозначения: 1422.02 — объект на десять процентов легче Земли и имеет период обращения вокруг звезды в двадцать дней; 2626.01 — в 1.4 раза массивнее Земли с периодом обращения в 38 дней; 854.01 — в 1.7 раз массивнее Земли и 56-ти дневным периодом обращения. Все три объекта находятся на расстояниях от 300 до 600 световых лет от нас и вращаются вокруг звёзд со средними температурами в 3.2 тысячи градусов по Цельсию. Для сравнения, температура поверхности Солнца равна около 5.5 тысяч градусов Цельсия.

Гаснущие звёзды и живые планеты

Однако, не только планеты у красных карликов могут быть пригодны для существования жизни. По последним данным, даже умирающие звезды могут иметь на своих орбитах планеты с наличием живых организмов. К таким выводам пришли учёные, изучающие планеты у белых карликов. Оказывается, обнаружить наличие кислорода на планете, вращающейся у такой звезды, гораздо проще, нежели у землеподобной планеты, вращающейся у звезды из солнечной группы. Открытие таких планет может произойти в ближайшее десятилетие.

Когда звезда, подобная Солнцу, погибает, она сбрасывает свою оболочку, оставляя после себя только раскаленное ядро. Самые обычные белые карлики имеют размеры, сопоставимые с размерами Земли. Эти звёзды постепенно остывают и испускают меньше света, однако, способны поддерживать необходимые условия для жизни в течении миллиардов лет.В связи с тем, что белые карлики существенно меньше обычных звёзд и имеют меньшую гравитационную силу, возможна планета наверняка будет иметь жидкую воду, а её орбита будет находиться от звезды в пределах 1.5 миллиона километров с периодом обращения в 10 часов. Стоит обратить внимание еще на один факт. Прежде чем звезда превратиться в белый карлик, она проходит через состояние красного гиганта. В это время звезда в несколько раз увеличивается в размерах, поглощая и уничтожая ближайшие планеты. Затем, звезда сбрасывает свою оболочку и становится белым карликом. Поэтому планеты у таких звезд должны либо переместиться в зону обитания уже после формирования карлика, либо сформироваться из остатков пыли и газа от красного гиганта (станет планетой второго поколения).

Ученые, занимающиеся поисками планет у белых карликов, ссылаясь на наличие тяжёлых элементов у этих звёзд, говорят, что планеты должны быть каменистыми. По предварительным данным, на 500 белых карликов должны приходиться одна или две планеты в зоне обитания. Как и в случае с красными карликами, лучший метод поиска планет — наблюдение за изменением светимости звезды. Так как размеры белого карлика сопоставимы с размерами Земли, планета земной группы у такой звезды закроет собой почти весь видимый диск. Не менее важны исследования атмосферы планет. Когда планета пересекает свет от звезды, он преломляется в её атмосфере. По таким преломлениям ученые научились находить уникальные следы различных химических элементов (например паров воды или частиц кислорода). Поиск кислорода имеет ключевое значение, ведь на Земле он присутствует благодаря фотосинтезу. Если бы все растения внезапно исчезли с Земли, то весь кислород растворился бы в океане или окислился на твердых поверхностях.

Большие надежды ученые возлагают на телескоп имени Джеймса Вебба (James Webb Space Telescope (JWST)). Его запуск планируется на конец этого десятилетия. Ученые уже создали тестовое задание для телескопа, в котором синтезировали спектр химических элементов, якобы от обнаруженной планеты, вращающейся у белого карлика. В земных условиях телескоп должен проанализировать химический состав этого сигнала. Первые серии испытаний показали, что поиск паров воды в атмосфере занимает всего несколько часов.

Заключение

В итоге мы получили следующее: наиболее близкая потенциально обитаемая планета скорее всего может находиться рядом с красным карликом, в то время как признаки наличия жизни или воды скорее всего обнаружат у планет рядом с белыми карликами. Это обусловлено, в первую очередь, светимостью самих звёзд. Красные карлики ярче и больше белых, поэтому атмосферу планеты, проходящей по диску звезды, скорее всего разглядеть не удастся.

  • Красный карлик

    Когда красный карлик молод, он испускает большое количество ультрафиолета. Некоторые утверждают, что из-за этого жизнь на планетах у таких звезд не возможна. Источник: David A. Aguilar (CfA)

  • Вероятные кандидаты в планеты

    Вероятные кандидаты в планеты, лежащие в зонах обитания у своих звёзд. Источник: C. Dressing (CfA)

  • Красный карлик и его планетная система

    Взгляд художника на красный карлик и его планетную систему. Источнике: David A. Aguilar (CfA)

 

По информации Гарвард — Смитсоновского центра астрофизики.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google