átázott föld

2020 januárjában a NASA arról számolt be, hogy a TESS űrszonda felfedezte az első potenciálisan lakható, Föld méretű exobolygóját, amely körülbelül 100 fényévnyire lévő csillag körül kering.

A bolygó egy része TOI 700 rendszer (A TOI a TESS rövidítése Érdekes tárgyak) egy kicsi, viszonylag hideg csillag, azaz az M spektrális osztályba tartozó törpe az Aranyhal csillagképben, amely Napunk tömegének és méretének csak körülbelül 40%-a, felszínének hőmérséklete pedig fele akkora.

Nevezett objektum TOI 700 d és egyike annak a három bolygónak, amelyek a középpontja körül keringenek, a tőle legtávolabbi, és 37 naponként halad át egy csillag körül. Olyan távolságra található a TOI 700-tól, hogy elméletileg képes legyen a folyékony víz felszínen tartására, a lakható zónában található. A Napunk által a Földnek juttatott energia körülbelül 86%-át kapja.

A kutatók által a Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) adatai alapján készített környezeti szimulációk azonban azt mutatták, hogy a TOI 700 d nagyon eltérően viselkedhet a Földtől. Mivel szinkronban forog a csillagával (vagyis a bolygó egyik oldala mindig nappal, a másik sötétben van), a felhők képződése és a szél fújása számunkra kissé egzotikus lehet.

1. A Föld és a TOI 700 d összehasonlítása a Föld kontinensrendszerének megjelenítésével egy exobolygón

A csillagászok a NASA segítségével megerősítették felfedezésüket. Spitzer űrteleszkópamely éppen most fejezte be tevékenységét. A Toi 700-at eredetileg tévesen sokkal forróbbnak minősítették, ami miatt a csillagászok azt hitték, hogy mindhárom bolygó túl közel van egymáshoz, és ezért túl meleg ahhoz, hogy fenntartsa az életet.

– mondta Emily Gilbert, a Chicagói Egyetem csapatának tagja a felfedezés bemutatásakor. -

A kutatók remélik, hogy a jövőben olyan eszközöket, mint pl James Webb űrteleszkópamelyet a NASA 2021-ben tervez elhelyezni az űrben, képesek lesznek meghatározni, hogy van-e légköre a bolygóknak, és tanulmányozhatják annak összetételét.

A kutatók számítógépes szoftvereket használtak hipotetikus klímamodellezés bolygó TOI 700 d. Mivel még nem ismert, hogy milyen gázok lehetnek a légkörében, különféle lehetőségeket és forgatókönyveket teszteltek, köztük olyan lehetőségeket, amelyek a modern Föld légkörét feltételezik (77% nitrogén, 21% oxigén, metán és szén-dioxid), A valószínű összetétel a Föld légköre 2,7 milliárd évvel ezelőtt (főleg metán és szén-dioxid), sőt a marsi légkör (sok szén-dioxid), amely valószínűleg 3,5 milliárd évvel ezelőtt létezett.

Ezekből a modellekből kiderült, hogy ha a TOI 700 d légköre metán, szén-dioxid vagy vízgőz kombinációját tartalmazza, akkor a bolygó lakható lehet. Most a csapatnak meg kell erősítenie ezeket a hipotéziseket a fent említett Webb-teleszkóp segítségével.

A NASA által végzett klímaszimulációk ugyanakkor azt mutatják, hogy a Föld légköre és gáznyomása sem elegendő ahhoz, hogy a folyékony vizet a felszínén tartsa. Ha ugyanannyi üvegházhatású gázt helyeznénk a TOI 700 d-re, mint a Földön, a felszíni hőmérséklet még mindig nulla alatt lenne.

Az összes résztvevő csapat szimulációi azt mutatják, hogy a kis és sötét csillagok, például a TOI 700 körüli bolygók klímája nagyon eltér attól, amit a Földön tapasztalunk.

Érdekes hír

A legtöbb, amit az exobolygókról vagy a Naprendszer körül keringő bolygókról tudunk, az űrből származik. 2009 és 2018 között pásztázta az eget, és több mint 2600 bolygót talált a Naprendszerünkön kívül.

A NASA ezután átadta a felfedező stafétabotot a TESS(2) szondának, amelyet működésének első évében 2018 áprilisában indítottak az űrbe, valamint kilencszáz ilyen típusú, meg nem erősített objektumnak. A csillagászok számára ismeretlen bolygók után kutatva az obszervatórium az egész égboltot átkutatja, miután eleget látott 200 XNUMX-ból. a legfényesebb csillagok.

2. Tranzitműhold exobolygó-kutatáshoz

A TESS egy sor széles látószögű kamerarendszert használ. Képes a kisebb bolygók nagy csoportja tömegének, méretének, sűrűségének és pályájának tanulmányozására. A műhold a módszer szerint működik távoli keresés a fényerő csökkenéséhez potenciálisan rámutatva planetáris tranzitok - a pályán keringő objektumok áthaladása szülőcsillagok arca előtt.

Az elmúlt néhány hónap rendkívül érdekes felfedezések sorozatát hozta, részben a még viszonylag új űrobszervatóriumnak köszönhetően, részben más műszerek, köztük földi eszközök segítségével. A Föld ikertestvérével való találkozásunk előtti hetekben híre ment egy két nap körül keringő bolygó felfedezéséről, akárcsak a Tatooine a Star Warsból!

TOI bolygó 1338 b XNUMX fényévnyire, a Művész csillagképben található. Mérete a Neptunusz és a Szaturnusz mérete között van. Az objektum rendszeres kölcsönös csillagfogyatkozást tapasztal. Tizenöt napos ciklusban keringenek egymás körül, az egyik valamivel nagyobb, mint a mi Napunk, a másik sokkal kisebb.

2019 júniusában információ jelent meg arról, hogy két földi típusú bolygót fedeztek fel szó szerint az űrkertben. Erről az Astronomy and Astrophysics folyóiratban megjelent cikk számol be. Mindkét helyszín ideális zónában található, ahol víz képződhet. Valószínűleg sziklás felszínük van, és a Nap körül keringenek a Tigarden sztárja (3), mindössze 12,5 fényévnyire található a Földtől.

- mondta a felfedezés fő szerzője, Matthias Zechmeister, tudományos munkatárs, Asztrofizikai Intézet, Göttingeni Egyetem, Németország. -

3. Teegarden csillagrendszer, vizualizáció

A TESS által tavaly júliusban felfedezett érdekes ismeretlen világok viszont a körül forognak UCAC stars4 191-004642, hetvenhárom fényévnyire a Földtől.

Bolygórendszer egy fogadócsillaggal, most a következővel jelölve TOI 270, legalább három bolygót tartalmaz. Egyikük, TOI 270 p, a Földnél valamivel nagyobb, a másik kettő mini-Neptunusz, amely a Naprendszerünkben nem létező bolygók osztályába tartozik. A csillag hideg és nem túl fényes, körülbelül 40%-kal kisebb és kisebb tömegű, mint a Nap. Felszíni hőmérséklete körülbelül kétharmadával melegebb, mint saját csillagtársunké.

A TOI 270 napelemrendszer a Művész csillagképben található. Az azt alkotó bolygók olyan közel keringenek a csillaghoz, hogy pályájuk belefér a Jupiter kísérő műholdrendszerébe (4).

4. A TOI 270 rendszer összehasonlítása a Jupiter rendszerrel

A rendszer további feltárása további bolygókat tárhat fel. A Naptól távolabb keringők, mint a TOI 270 d, elég hidegek lehetnek ahhoz, hogy folyékony vizet tartsanak, és végül életet keltsenek.

A TESS-t érdemes közelebbről megvizsgálni

Annak ellenére, hogy viszonylag sok kis exobolygót fedeztek fel, a legtöbb szülőcsillag 600 és 3 méter közötti távolságra van. fényévnyire van a Földtől, túl messze és túl sötét a részletes megfigyeléshez.

A Keplerrel ellentétben a TESS fő célja olyan bolygók felkutatása a Nap legközelebbi szomszédai körül, amelyek elég fényesek ahhoz, hogy most és később más műszerekkel is megfigyelhetők legyenek. 2018 áprilisától napjainkig a TESS már felfedezte több mint 1500 bolygójelölt. Legtöbbjük több mint kétszer akkora, mint a Föld, és kevesebb mint tíz nap alatt keringenek. Ennek eredményeként sokkal több hőt kapnak, mint bolygónk, és túl melegek ahhoz, hogy folyékony víz létezzen a felszínükön.

Folyékony vízre van szükség ahhoz, hogy az exobolygó lakhatóvá váljon. Tenyésztési talajként szolgál az egymással kölcsönhatásba lépő vegyszerek számára.

Elméletileg úgy vélik, hogy egzotikus életformák létezhetnek magas nyomás vagy nagyon magas hőmérséklet között is – mint például a hidrotermális szellőzőnyílások közelében talált extremofilek, vagy a csaknem kilométerre a nyugat-antarktiszi jégtakaró alatt rejtőző mikrobák esetében.

Az ilyen szervezetek felfedezését azonban az tette lehetővé, hogy az emberek közvetlenül tanulmányozhatták azokat a szélsőséges körülményeket, amelyek között élnek. Sajnos a mélyűrben nem tudták kimutatni őket, főleg sok fényév távolságból.

A Naprendszerünkön kívüli élet, sőt lakóhely keresése még mindig teljes mértékben a távoli megfigyeléstől függ. A látható folyékony vízfelületek, amelyek potenciálisan kedvező feltételeket teremtenek az élethez, kölcsönhatásba léphetnek a fenti atmoszférával, és távolról detektálható biológiai jeleket hoznak létre, amelyek földi teleszkópokkal láthatók. Ezek lehetnek a Földről ismert gázösszetételek (oxigén, ózon, metán, szén-dioxid és vízgőz), vagy az ősi Föld légkörének például 2,7 milliárd évvel ezelőtti összetevői (főleg metán és szén-dioxid, de nem oxigén). ).

Egy „pont megfelelő” helyet és az ott élő bolygót keresve

Az 51 Pegasi b 1995-ös felfedezése óta több mint XNUMX exobolygót azonosítottak. Ma már biztosan tudjuk, hogy galaxisunkban és az univerzumban a legtöbb csillagot bolygórendszerek veszik körül. De csak néhány tucat talált exobolygó potenciálisan lakható világ.

Mitől lakható egy exobolygó?

A fő feltétel a már említett folyékony víz a felszínen. Ahhoz, hogy ez lehetséges legyen, mindenekelőtt szükségünk van erre a szilárd felületre, pl. sziklás talajde szintén a hangulatot, és elég sűrű ahhoz, hogy nyomást keltsen és befolyásolja a víz hőmérsékletét.

Önnek is szüksége van jobb csillagami nem visz le túl sok sugárzást a bolygón, ami elfújja a légkört és elpusztítja az élő szervezeteket. Minden csillag, így a mi Napunk is folyamatosan hatalmas dózisú sugárzást bocsát ki, így az élet léte szempontjából kétségtelenül előnyös lenne megvédeni magát tőle. mágneses mezőahogy a Föld folyékony fémmagja állítja elő.

Mivel azonban más mechanizmusok is létezhetnek az élet sugárzás elleni védelmére, ez csak kívánatos elem, nem szükséges feltétel.

Hagyományosan a csillagászokat érdekli életzónák (ökoszférák) csillagrendszerekben. Ezek a csillagok körüli területek, ahol az uralkodó hőmérséklet megakadályozza, hogy a víz állandóan felforrjon vagy megfagyjon. Erről a területről gyakran beszélnek. "Zlatovlaski zóna"mert „éppen az életre való”, ami egy népszerű gyermekmese (5) motívumaira utal.

5. A csillag körüli életzóna

És mit tudunk eddig az exobolygókról?

Az eddigi felfedezések azt mutatják, hogy a bolygórendszerek sokfélesége nagyon-nagyon nagy. Az egyetlen bolygó, amelyről körülbelül három évtizeddel ezelőtt tudtunk valamit, a Naprendszerben voltak, ezért azt gondoltuk, hogy kicsi és szilárd objektumok keringenek a csillagok körül, és csak távolabb van tőlük fenntartott tér a nagy gáznemű bolygóknak.

Kiderült azonban, hogy a bolygók elhelyezkedésével kapcsolatban egyáltalán nincsenek "törvények". Találkozunk gázóriásokkal, amelyek szinte súrlódnak a csillagaikkal (úgynevezett forró Jupiterekkel), valamint viszonylag kis bolygók kompakt rendszereivel, mint például a TRAPPIST-1 (6). Néha a bolygók nagyon excentrikus pályán mozognak a kettőscsillagok körül, és vannak "vándorló" bolygók is, amelyek nagy valószínűséggel fiatal rendszerekből kilökődnek, és szabadon lebegnek a csillagközi űrben.

6. A TRAPPIST-1 rendszer bolygóinak megjelenítése

Így a szoros hasonlóság helyett nagy sokféleséget látunk. Ha ez rendszerszinten történik, akkor az exobolygó körülményei miért hasonlítanak mindarra, amit a közvetlen környezetből ismerünk?

És ha még lejjebb megyünk, miért kellene a hipotetikus élet formáinak hasonlónak lenniük az általunk ismertekhez?

Szuper kategória

A Kepler által gyűjtött adatok alapján 2015-ben a NASA tudósa kiszámolta, hogy galaxisunk maga is milliárd Föld-szerű bolygóI. Sok asztrofizikus hangsúlyozta, hogy ez óvatos becslés volt. Valójában további kutatások kimutatták, hogy a Tejút lehet az otthona 10 milliárd földi bolygó.

A tudósok nem akartak kizárólag a Kepler által talált bolygókra hagyatkozni. Az ebben a teleszkópban használt tranzitmódszer jobban megfelel a nagy bolygók (például a Jupiter) észlelésére, mint a Föld méretű bolygóké. Ez azt jelenti, hogy Kepler adatai valószínűleg egy kicsit meghamisítják a miénkhez hasonló bolygók számát.

A híres teleszkóp a csillag fényességének apró süllyedéseit figyelte meg, amelyeket egy előtte elhaladó bolygó okozott. A nagyobb tárgyak érthető módon több fényt takarnak el csillagaik elől, így könnyebben észrevehetők. Kepler módszere kicsi, nem a legfényesebb csillagokra összpontosított, amelyek tömege Napunk tömegének körülbelül egyharmada.

A Kepler-teleszkóp, bár nem volt túl jó a kisebb bolygók megtalálásában, meglehetősen nagy számú úgynevezett szuperföldet talált. Így nevezik azokat az exobolygókat, amelyek tömege nagyobb, mint a Föld, de jóval kisebb, mint az Uránusz és a Neptunusz, amelyek 14,5-szer, illetve 17-szer nehezebbek bolygónknál.

Így a "szuperföld" kifejezés csak a bolygó tömegére vonatkozik, vagyis nem utal a felszíni viszonyokra vagy a lakhatóságra. Van egy alternatív "gáztörpék" kifejezés is. Egyesek szerint pontosabb lehet a tömegskála felső részében lévő tárgyakra, bár egy másik kifejezést gyakrabban használnak - a már említett "mini-Neptunust".

Felfedezték az első szuperföldeket Alexander Volschan i Dalea Fraila körül pulsar PSR B1257+12 1992-ben. A rendszer két külső bolygója az poltergeysty fobetor - tömegük körülbelül négyszerese a Föld tömegének, ami túl kicsi ahhoz, hogy gázóriások lehessenek.

Az általa vezetett csapat azonosította az első szuperföldet egy fősorozat csillaga körül Eugenio folyóy 2005-ben. Ez körül forog Glize 876 és megkapta a kijelölést Gliese 876 d (Korábban két Jupiter méretű gázóriást fedeztek fel ebben a rendszerben). Becsült tömege a Föld tömegének 7,5-szerese, a körülötte lévő forradalom ideje pedig nagyon rövid, körülbelül két nap.

Vannak még forróbb tárgyak a szuperföldi osztályban. Például 2004-ben fedezték fel 55 Kankri is, amely negyven fényévnyire található, az ismert exobolygók közül a legrövidebb ciklusban – mindössze 17 óra 40 perc alatt – kering csillaga körül. Más szóval, egy év 55 Cancri e-vel kevesebb, mint 18 órát vesz igénybe. Az exobolygó körülbelül 26-szor közelebb kering csillagához, mint a Merkúr.

A csillag közelsége azt jelenti, hogy az 55 Cancri e felülete olyan, mint egy nagyolvasztó belseje, amelynek hőmérséklete legalább 1760°C! A Spitzer-teleszkóp új megfigyelései azt mutatják, hogy az 55 Cancri e tömege 7,8-szor nagyobb, sugara pedig valamivel több mint kétszerese a Földének. A Spitzer-eredmények azt sugallják, hogy a bolygó tömegének körülbelül egyötödét elemekből és könnyű vegyületekből kell állnia, beleértve a vizet is. Ezen a hőmérsékleten ez azt jelenti, hogy ezek az anyagok "szuperkritikus" állapotban lennének folyadék és gáz között, és elhagyhatják a bolygó felszínét.

A szuperföldek azonban nem mindig ilyen vadok. Tavaly júliusban egy nemzetközi csillagászcsoport a TESS segítségével felfedezett egy új, hasonló exobolygót a Hidra csillagképben, körülbelül harmincegy fényévnyire a Földtől. Az elem megjelölve GJ 357 d (7) kétszerese a Föld átmérőjének és hatszorosa tömegének. A csillag lakónegyedének külső szélén található. A tudósok úgy vélik, hogy ennek a szuperföldnek a felszínén víz lehet.

azt mondta Diana Kosakovskés tudományos munkatárs a Max Planck Csillagászati ​​Intézetben Heidelbergben, Németországban.

7. Planet GJ 357 d - vizualizáció

Egy törpecsillag körül keringő rendszert, amely mérete és tömege körülbelül egyharmad a saját Napunknál, és 40%-kal hidegebb, földi bolygókkal egészül ki. GJ 357 b és egy másik szuperföld GJ 357 s. A rendszerről szóló tanulmány 31. július 2019-én jelent meg az Astronomy and Astrophysics folyóiratban.

Tavaly szeptemberben a kutatók arról számoltak be, hogy egy újonnan felfedezett szuperföld, amely 111 fényévre van tőle, "az eddig ismert legjobb élőhelyjelölt". 2015-ben fedezte fel a Kepler-teleszkóp. K2-18b (8) nagyon különbözik szülőbolygónktól. Tömege több mint nyolcszorosa, vagyis vagy egy jégóriás, mint a Neptunusz, vagy egy sziklás világ sűrű, hidrogénben gazdag légkörrel.

A K2-18b pályája hétszer közelebb van a csillagához, mint a Föld távolsága a Naptól. Mivel azonban az objektum egy sötétvörös M-törpe körül kering, ez a pálya az élet szempontjából potenciálisan kedvező zónában található. Az előzetes modellek azt jósolják, hogy a K2-18b hőmérséklete -73 és 46 °C között mozog, és ha az objektum körülbelül ugyanolyan fényvisszaverő képességgel rendelkezik, mint a Földé, akkor az átlaghőmérsékletnek hasonlónak kell lennie a miénkéhez.

– mondta egy sajtótájékoztatón a University College London csillagásza. Angelos Ciaras.

Nehéz olyannak lenni, mint a föld

A Föld-analóg (más néven Föld-ikerbolygó vagy Föld-szerű bolygó) olyan bolygó vagy hold, amelynek környezeti feltételei hasonlóak a Földön tapasztaltakhoz.

Az eddig felfedezett több ezer exobolygós csillagrendszer eltér a mi naprendszerünktől, megerősítve az ún. ritkaföldfém hipotézisI. A filozófusok azonban rámutatnak arra, hogy az univerzum olyan hatalmas, hogy valahol léteznie kell egy bolygónak, amely majdnem azonos a miénkkel. Elképzelhető, hogy a távoli jövőben lehetőség nyílik arra, hogy a technológiát a Föld mesterséges analógjainak ún. . Most divatos többelmélet elmélet azt is sugallják, hogy egy földi megfelelője létezhet egy másik univerzumban, vagy akár magának a Földnek egy másik változata egy párhuzamos univerzumban.

2013 novemberében a csillagászok arról számoltak be, hogy a Kepler-teleszkóp és más küldetések adatai alapján akár 40 milliárd Föld méretű bolygó is lehet a Tejút-galaxis napszerű csillagok és vörös törpék lakható zónájában.

A statisztikai eloszlás azt mutatta, hogy a legközelebbi közülük legfeljebb tizenkét fényévnyire távolítható el tőlünk. Ugyanebben az évben a Kepler által felfedezett több, a Föld sugarának másfélszeresénél kisebb átmérőjű jelöltről bebizonyosodott, hogy a lakható zónában keringenek. Az első földközeli jelöltet azonban csak 1,5-ben jelentették be – egzoplanetę Kepler-452b.

A Föld analógjának megtalálásának valószínűsége főként attól függ, hogy milyen tulajdonságokhoz szeretne hasonlítani. Szabványos, de nem abszolút feltételek: bolygó mérete, felszíni gravitáció, szülőcsillag mérete és típusa (azaz szoláris analóg), pályatávolság és stabilitás, axiális dőlés és forgás, hasonló földrajzi elhelyezkedés, óceánok jelenléte, légkör és éghajlat, erős magnetoszféra. .

Ha létezne ott összetett élet, erdők boríthatnák a bolygó felszínének nagy részét. Ha létezne intelligens élet, egyes területeket urbanizálni lehetne. A Földdel való pontos analógiák keresése azonban félrevezető lehet a Földön és a Föld körüli nagyon sajátos körülmények miatt, például a Hold létezése számos jelenségre hatással van bolygónkon.

Az arecibói Puerto Ricói Egyetem Planetary Habitability Laboratory nevű laboratóriuma nemrégiben összeállította a Föld-analógok jelöltjeinek listáját (9). Leggyakrabban az ilyen típusú besorolás a mérettel és a tömeggel kezdődik, de ez illuzórikus ismérv, tekintettel például a hozzánk közel eső Vénuszra, amely majdnem akkora, mint a Föld, és milyen körülmények uralkodnak rajta. , tudott.

9. Ígéretes exobolygók – a Föld lehetséges analógjai a Planetary Habitability Laboratory szerint

Egy másik gyakran hivatkozott kritérium az, hogy a Föld analógjának hasonló felszíni geológiájúnak kell lennie. A legközelebbi ismert példák a Mars és a Titán, és bár vannak hasonlóságok a felszíni rétegek domborzata és összetétele tekintetében, jelentős különbségek is vannak, például a hőmérséklet.

Hiszen sok felszíni anyag és felszínforma csak vízzel való kölcsönhatás eredményeként (például agyag és üledékes kőzetek) vagy az élet melléktermékeként (például mészkő vagy szén), a légkörrel való kölcsönhatás, vulkáni tevékenység eredményeként jön létre. , vagy emberi beavatkozás.

Így a Föld valódi analógját hasonló folyamatok révén kell létrehozni, légkörrel, felszínnel kölcsönhatásba lépő vulkánokkal, folyékony vízzel és valamilyen életformával.

A légkör esetében az üvegházhatást is feltételezzük. Végül a felületi hőmérsékletet használjuk. Befolyásolja az éghajlat, amelyet viszont a bolygó keringése és forgása befolyásol, amelyek mindegyike új változókat vezet be.

Az éltető föld ideális analógjának másik kritériuma az, hogy kell kering a szoláris analóg körül. Ez az elem azonban nem igazolható teljes mértékben, mivel a kedvező környezet számos különböző típusú csillag lokális megjelenését képes biztosítani.

Például a Tejútrendszerben a legtöbb csillag kisebb és sötétebb, mint a Nap. Egyikükről korábban volt szó TRAPPIST-1, 10 fényév távolságra található a Vízöntő csillagképben, és körülbelül 2-szer kisebb és 1.-szer kevésbé fényes, mint a mi Napunk, de lakható zónájában legalább hat földi bolygó található. Ezek a körülmények kedvezőtlennek tűnhetnek az általunk ismert élet számára, de a TRAPPIST-XNUMX valószínűleg hosszabb élet vár ránk, mint csillagunkra, így az életnek még bőven van ideje fejlődni.

A víz a Föld felszínének 70%-át borítja, és az általunk ismert életformák létezésének egyik vasfeltétele. Valószínűleg a vízi világ egy bolygó Kepler-22b, amely egy napszerű, de a Földnél jóval nagyobb csillag lakható zónájában található, tényleges kémiai összetétele továbbra is ismeretlen.

2008-ban egy csillagász vezette Michaela Meyerés az Arizonai Egyetemen az újonnan kialakult csillagok, például a Nap közelében végzett kozmikus porról szóló tanulmányok azt mutatják, hogy a Nap analógjainak 20-60%-ánál bizonyítékunk van a sziklás bolygók kialakulására hasonló folyamatokban, amelyek a kialakulásához vezettek. a Földről származó.

In 2009 city Alan Boss a Carnegie Institute of Science szerint csak a mi galaxisunkban létezhet a Tejútrendszer 100 milliárd földhöz hasonló bolygóh.

2011-ben a NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) szintén a Kepler-misszió megfigyelései alapján arra a következtetésre jutott, hogy az összes napszerű csillag körülbelül 1,4-2,7%-a Föld méretű bolygók körül keringhet lakható zónákban. Ez azt jelenti, hogy csak a Tejútrendszerben 2 milliárd galaxis lehet, és ha feltételezzük, hogy ez a becslés minden galaxisra igaz, akkor akár 50 milliárd galaxis is lehet a megfigyelhető univerzumban. 100 kvintimillió.

2013-ban a Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics további Kepler-adatok statisztikai elemzése alapján azt javasolta, hogy legalább 17 milliárd bolygó a Föld mérete - anélkül, hogy figyelembe vennék a lakóterületeken való elhelyezkedésüket. Egy 2019-es tanulmány megállapította, hogy Föld méretű bolygók keringhetnek a hat napszerű csillag egyike között.

Minta a hasonlatosságra

A Föld hasonlósági indexe (ESI) egy bolygóobjektum vagy természetes műhold Földhöz való hasonlóságának javasolt mértéke. Nullától egyig terjedő skálán tervezték, a Földhöz egy értéket rendeltek. A paraméter célja, hogy megkönnyítse a bolygók összehasonlítását nagy adatbázisokban.

Az ESI, amelyet 2011-ben javasoltak az Astrobiology folyóiratban, egyesíti a bolygó sugarára, sűrűségére, sebességére és felszíni hőmérsékletére vonatkozó információkat.

A 2011-es cikk egyik szerzője által fenntartott webhely, Abla Mendes a Puerto Ricó-i Egyetemen, megadja a különféle exobolygós rendszerek indexszámításait. Az ESI Mendesa kiszámítása az alábbi képlet alapján történik 10. ábraahol x_i őket_i0 a földönkívüli test tulajdonságai a Földhöz képest, v_i az egyes tulajdonságok súlyozott kitevője és a tulajdonságok teljes száma. alapján épült Bray-Curtis hasonlósági index.

Az egyes tulajdonságokhoz rendelt súly, w_i, bármely olyan beállítás, amely kiválasztható bizonyos funkciók kiemelésére másokkal szemben, vagy a kívánt index- vagy rangsorolási küszöb eléréséhez. A weboldal az exobolygókon és exoholdakon való élet lehetőségét is besorolja három kritérium szerint: elhelyezkedés, ESI, valamint az élőlények táplálékláncban tartásának lehetőségére vonatkozó javaslat.

Ennek eredményeként kimutatták például, hogy a Naprendszer második legnagyobb ESI-je a Marshoz tartozik, és 0,70. A cikkben felsorolt ​​exobolygók némelyike ​​meghaladja ezt a számot, néhányat pedig nemrég fedeztek fel Tigarden b az összes megerősített exobolygó közül a legmagasabb ESI-vel rendelkezik, 0,95.

Amikor a Földhöz hasonló és lakható exobolygókról beszélünk, nem szabad megfeledkeznünk a lakható exobolygók vagy a műholdas exobolygók lehetőségéről.

A természetes extraszoláris műholdak létezését még nem erősítették meg, de 2018 októberében Prof. David Kipping bejelentette az objektum körül keringő potenciális exohold felfedezését Kepler-1625b.

A Naprendszer nagy bolygóinak, például a Jupiternek és a Szaturnusznak nagy holdjai vannak, amelyek bizonyos szempontból életképesek. Következésképpen egyes tudósok felvetették, hogy a nagy Naprendszeren kívüli bolygóknak (és a kettős bolygóknak) hasonló nagy, potenciálisan lakható műholdaik lehetnek. Egy megfelelő tömegű hold képes fenntartani a Titánhoz hasonló légkört, valamint folyékony vizet a felszínen.

E tekintetben különösen érdekesek azok a hatalmas, Naprendszeren kívüli bolygók, amelyekről ismert, hogy a lakható zónában találhatók (mint például a Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b és HD 37124 c), mert potenciálisan rendelkeznek velük. természetes műholdak folyékony vízzel a felszínen.

Élet egy vörös vagy fehér csillag körül?

Az exobolygók világában végzett közel két évtizedes felfedezésekkel felvértezve a csillagászok már elkezdték kialakítani azt a képet, hogy milyen is lehet egy lakható bolygó, bár a legtöbben arra összpontosítottak, amit már ismerünk: egy Föld-szerű bolygóra, amely egy sárga törpe körül kering. a miénk. A Nap, a G-típusú fősorozatú csillagok közé sorolható. Mi a helyzet a kisebb vörös M csillagokkal, amelyekből sokkal több van galaxisunkban?

Milyen lenne az otthonunk, ha egy vörös törpe körül keringene? A válasz egy kicsit a Földhöz hasonló, és nagyrészt nem a Földhöz hasonló.

Egy ilyen képzeletbeli bolygó felszínéről mindenekelőtt egy nagyon nagy napot látnánk. A pálya közelsége alapján másfél-háromszor többnek tűnik, mint ami most a szemünk előtt van. Ahogy a neve is sugallja, a nap hidegebb hőmérséklete miatt vörösen világít.

A vörös törpék kétszer olyan melegek, mint a mi Napunk. Először egy ilyen bolygó kissé idegennek tűnhet a Föld számára, de nem sokkoló. Az igazi különbségek csak akkor válnak nyilvánvalóvá, amikor rájövünk, hogy ezeknek az objektumoknak a többsége szinkronban forog a csillaggal, így az egyik oldal mindig a csillagával néz, ahogy a Holdunk a Földhöz.

Ez azt jelenti, hogy a másik oldal valóban sötét marad, mivel nem fér hozzá fényforráshoz - ellentétben a Holddal, amelyet a másik oldalról kissé megvilágít a Nap. Valójában az általános feltételezés az, hogy a bolygónak az a része, amely az örök nappali fényben maradt, kiég, és az, amelyik az örök éjszakába merült, megfagy. Azonban... ennek nem szabadna így lennie.

A csillagászok évekig kizárták a vörös törpe régiót, mint földi vadászterületet, mivel úgy vélték, hogy a bolygó két teljesen különböző részre osztásával egyik sem válik lakhatatlanná. Egyesek azonban megjegyzik, hogy a légköri világoknak sajátos keringésük lesz, ami miatt vastag felhők gyűlnek össze a napos oldalon, hogy megakadályozzák az intenzív sugárzás égetését a felszínen. A keringő áramok a hőt is elosztanák a bolygón.

Ezenkívül ez a légköri megvastagodás fontos nappali védelmet nyújthat más sugárzási veszélyekkel szemben. A fiatal vörös törpék nagyon aktívak tevékenységük első néhány milliárd évében, fáklyákat és ultraibolya sugárzást bocsátanak ki.

A vastag felhők valószínűleg megvédik a potenciális életet, bár a feltételezett élőlények nagyobb valószínűséggel rejtőznek el a bolygóvizek mélyén. Valójában a mai tudósok úgy vélik, hogy a sugárzás, például az ultraibolya tartományban, nem zavarja az élőlények fejlődését. Hiszen a korai földi élet, amelyből az összes általunk ismert organizmus, így a homo sapiens is származott, erős UV sugárzás körülményei között fejlődött ki.

Ez megfelel az általunk ismert legközelebbi Föld-szerű exobolygón elfogadott feltételeknek. A Cornell Egyetem csillagászai azt mondják, hogy a földi élet erősebb sugárzást szenvedett el, mint az eddig ismert Proxima-b.

A Proxima-b, amely mindössze 4,24 fényévnyire található a Naprendszertől és a legközelebbi, Földhöz hasonló sziklás bolygótól, amelyet ismerünk (bár szinte semmit sem tudunk róla), 250-szer több röntgensugárzást kap, mint a Föld. Felületén halálos szintű ultraibolya sugárzást is tapasztalhat.

Feltételezések szerint a Proxima-b-hez hasonló körülmények léteznek a TRAPPIST-1, a Ross-128b (közel tizenegy fényévre a Földtől a Szűz csillagképben) és az LHS-1140 b (negyven fényévnyire a Földtől a Cetus csillagképben). rendszerek.

A többi feltételezés aggodalomra ad okot potenciális organizmusok megjelenése. Mivel egy sötétvörös törpe sokkal kevesebb fényt bocsátana ki, feltételezhető, hogy ha a körülötte keringő bolygó növényeinkhez hasonló organizmusokat tartalmazna, akkor sokkal szélesebb hullámhossz-tartományban kellene elnyelniük a fényt a fotoszintézishez, ami azt jelentené, hogy az „exobolygók” véleményünk szerint majdnem fekete (Lásd még: ). Itt azonban érdemes észrevenni, hogy a zöldtől eltérő színű növényeket is ismernek a Földön, amelyek kissé eltérően nyelik el a fényt.

A közelmúltban a kutatók az objektumok egy másik kategóriája iránt érdeklődtek – a Földhöz hasonló méretű fehér törpék iránt, amelyek szigorúan véve nem csillagok, hanem viszonylag stabil környezetet hoznak létre maguk körül, energiát sugároznak ki több milliárd éven keresztül, ami érdekes célponttá teszi őket. exobolygókutatás. .

Kis méretük és ebből adódóan egy lehetséges exobolygó nagy tranzitjele lehetővé teszi a potenciális sziklás bolygó légkörének megfigyelését, ha van ilyen, új generációs távcsövekkel. A csillagászok az összes épített és tervezett földi obszervatóriumot, beleértve a James Webb távcsövet is használni akarják Rendkívül nagy teleszkópvalamint a jövőt Származás, HabEx i LUVUARha felmerülnek.

Az exobolygók kutatásának, kutatásának és feltárásának ezen a csodálatosan bővülő területén van egy probléma, amely jelenleg jelentéktelen, de idővel sürgetővé válhat. Nos, ha az egyre fejlettebb műszereknek köszönhetően végre sikerül felfedeznünk egy exobolygót - a Föld ikertestvérét, amely minden összetett követelménynek megfelel, vízzel, levegővel és hőmérséklettel pontosan meg van töltve, és ez a bolygó „szabadnak” fog kinézni. , majd olyan technológia nélkül, amely lehetővé teszi, hogy ésszerű időben odarepüljön, felismerve, hogy ez kínszenvedés lehet.

De szerencsére nálunk még nincs ilyen probléma.