Kepler-avaruusteleskooppi on löytänyt 20 uutta eksoplaneettaa, jotka kiertävät heikkoja pieniä tähtiä. Viisi heistä on asuttavan alueen sisällä. Eli missä voi olla nestemäistä vettä ja itse elämää. Kepler-tiimi ilmoitti tästä American Astronomical Societyn Planetary Research Divisionin ja European Planetary Congressin yhteisessä kokouksessa.
Uudet maapallon kokoiset planeetat, joskus hieman pienemmät, toisinaan suuremmat, kuten Neptunus (näitä kutsutaan supermaapalloksi). Ne sopivat hyvin asumiseen siellä jopa meille, taivuttamatta liiallisesta vetovoimasta ja lentämättä avaruuteen poikkeuksellisen keveydeltä. Ne kiertävät hyvin pienten tähtien - oranssin ja punaisen kääpiön K- ja M-luokissa - Nämä tähdet ovat loisia, jotka estävät tutkijoita havaitsemasta jotain merkittävää. Joten joka tapauksessa löydön esittäneen Caltechin tähtitieteilijä Courtney Dressing kastoi heidät.
Ne ovat todellakin kaikkialla: jopa kolme neljäsosaa Galaksan tähdistä on punaisia kääpiöitä. Noin 250 on lähellä, 30 valovuoden sisällä Auringostamme (mikä on valtava verrattuna niihin, kymmenen kertaa enemmän). Courtney, nuori ja kaunis, vaatii, että asutettavia planeettoja etsitään tällaisten himmeiden tähtien läheltä. Viime vuosina siitä on tullut niin sanottu trendi tai valtavirta.
Joten, punaiset kääpiöt. Heikot tähdet, joiden massa on alle kymmenen prosenttia aurinkomassasta, ja niiden fotosfäärin lämpötila on 3500 Kelvin ja matalampi, mikä on melkein puolet Auringon lämpötilasta. Hypoteettisesti he voivat kuitenkin elää vielä biljoona vuotta, mikä ylittää väkivaltaisimman mielikuvituksen horisontin. Koko maailmankaikkeus alkoi vasta 13,8 miljardia vuotta sitten. Tänä aikana syntyi ja kuoli monia tähtiä, ja kääpiöt aikovat olla olemassa satoja kertoja kauemmin. Kukaan fyysikoista ei sitoudu ennustamaan, mitä maailmalle tapahtuu niin kauan, mutta jos kaikki pysyy "kuten ennen", niin elämä M-luokan tähdissä voi syntyä suurella todennäköisyydellä. Jos sitä ei vielä ole suunniteltu.
Kepler-20f on eksoplaneetta, joka kiertää Kepler-20-tähtiä Lyra-tähdistössä. Massa - 0,66 maamassaa. Kiertorata on neljäs emotähdestä. Planeetalla oleva vuosi kestää 19 maan päivää
Kuva: NASA / Kepler-tehtävä
Etsimällä ulkomaalaista elämää maanalaisten toiveet vuorottelevat pettymysten kanssa. Kukaan ei kirjoita viestejä maalliselle mielelle maan ulkopuoliselta, emmekä näe selkeitä jälkiä jopa alkeellisista organismeista. Toivoen Marsia - melkein pysähtyi. Toivomme nyt Europa, Jupiterin kuu. Mutta ennen kaikkea toivo on tietysti eksoplaneetoilla (planeetoilla, jotka kiertävät tähtiä, joka ei ole aurinko).
Mainosvideo:
Ensimmäisen eksoplaneetan löysi puolalainen tähtitieteilijä Alexander Wolschan vuonna 1990. Hän laski, että yhdellä neutronitähdestä on kaksi maapalloa suurempaa planeettaa: yksi 3,4 kertaa, toinen 2,8. Siitä lähtien monia planeettoja on löydetty lähellä muita tähtiä, ja nykyään yhdessä ehdokkaiden (ei vielä vahvistettujen signaalien) kanssa tunnetaan noin viisi tuhatta.
Mikä sitten sensaatio on? Se tosiasia, että useat planeetat kerralla osoittautuivat kooltaan sekä maankaltaisiksi että asuttavaksi alueeksi. Tällaiset löydöt ovat edelleen harvinaisia, vaikka onkin tunne, että tässä se on, on alkanut. Esimerkiksi kesällä löydettiin maan kaltainen planeetta lähellä meitä lähintä tähteä - punaista kääpiötä Proxima Centauria. Se laskettiin Chilen La Sillan observatorion havaintojen perusteella.
Mutta Kepler-teleskooppi on edelleen tärkein uutisten tarjoaja aurinkokunnan ulkopuolella olevista maailmoista. Miksi hän on äskettäin alkanut löytää niin monta maapallon kokoista planeettaa ja supermaapalloa? Roman Rafikov, astrofysiikan professori Cambridgen yliopistosta (Iso-Britannia) ja Institute for Advanced Study (Princeton, USA) vastasi tähän kysymykseen päiväkirjaamme:
- En sanoisi, että tämä on viimeaikainen suuntaus. Kepler avasi heidät melkein lähetystyön alusta, ja tämä on jo viisi vuotta. Hän oli tietysti ensimmäinen, joka löysi Jupiterin kaltaiset suuret planeetat, jotka antavat voimakkaimman signaalin kulkiessaan tähtikiekon yli. Maapallon kaltaisen planeetan kauttakulkusignaali on huomattavasti kerran sadassa heikompi, joten tällaisten tapahtumien vuoksi sinun on seurattava monia kauttakulkuja tilastojen keräämiseksi. Se kesti jonkin aikaa, mutta operaation alusta lähtien Kepler tuotti planeettoja, kuten Neptunus ja maapallon lähellä olevia.
Osa Kepler-avaruusteleskoopin optista järjestelmää
Kuva: NASA / Kepler-tehtävä
Havaintoja tähdistä, joiden massa on pienempi kuin Aurinko, on hyvä, koska kauttakulun aikana pieni planeetta peittää suurimman osan tähtilevystä kuin Auringon kaltaisen tähden kulkiessa. Nimittäin tähden kirkkauden suhteellinen lasku on signaali kauttakulun aikana. Siksi on aina helpompaa löytää pieniä planeettoja sieltä. On erityishankkeita, esimerkiksi MEarth, jotka ovat erikoistuneet juuri tällaisiin järjestelmiin.
Onko siellä elämää? Tutkimuksen nykyisessä vaiheessa kysymys on jaettu kahteen. Ensinnäkin: onko se siellä periaatteessa mahdollista? Toiseksi: pystymmekö havaitsemaan sen?
Aloitetaan ensimmäisestä. Asumisalue on melko primitiivinen käsite. Se on vain tähden ympärillä oleva alue, jonka sisällä planeetan pinnalla oleva vesi voi olla nestemäisessä muodossa. Ei liian lähellä, jotta vesi muuttuu höyryksi, eikä liian kaukana jäätymään. Jos vettä on, soluissa tapahtuu biokemiallisia reaktioita. Esittelimme tämän käsitteen yksinkertaisesta syystä, että emme ole nähneet muuta elämää kuin maallinen. Siksi etsimme samanlaista.
Punaiset kääpiöt ovat heikkoja, kylmiä tähtiä. Heidän asuttava alue on paljon lähempänä kuin aurinko. Jos asuisimme siellä, maapallon olisi siirryttävä elohopean kiertoradalle saadakseen tarpeeksi lämpöä. Ja siellä olisi ongelmia. Ilmeisin on säteily: röntgensäteet, voimakkaat soihdut. Vain ilmakehä ja soihdutuksessa magneettikenttä voi suojautua tältä.
Toinen ongelma on läheisen valaisimen painovoima. Sen vuorovesi voi hidastaa planeetan pyörimistä samalla tavalla kuin maapallo hidasti Kuua (minkä vuoksi satelliittimme on aina kääntynyt puolestamme kohti meitä). Sitten planeetan toisella puolella olisi aina kuuma päivä ja toisella puolella jäätynyt kosminen yö. Tällaiset olosuhteet eivät tietenkään edistä elämän syntymistä, mutta on olemassa vaihtoehto, kun planeetta joutuu resonanssiin tähden painovoiman kanssa ja pyörii edelleen, kuten tapahtui Merkuruksen kanssa. Kolmas ongelma on tähtien tuuli: punaisesta kääpiöstä pakenevat ladatut hiukkaset voivat yksinkertaisesti puhaltaa ilmakehän avaruuteen miljardien vuosien ajan.
Planeetta Proxima b pyörii asuinalueella olevan Proxima Centaurin tähden ympärillä
Kuva: ESA / Hubble ja NASA
On olemassa malleja kiertää nämä vaikeudet. Ja koska on olemassa malleja, ne voidaan toteuttaa jonnekin Galaksassa. Varsinkin kun otetaan huomioon pienten tähtien ja niiden ympärillä olevien planeettojen määrä (nykyaikaisten arvioiden mukaan niitä on kymmeniä, ellei satoja miljardeja).
Sanotaan, että yhdellä näistä planeetoista on elämää, joka on biokemiassa samanlainen kuin maallinen elämä. Mitkä ovat merkit sen löytämiseksi? Vastaus on seuraava: todista ensin nestemäisen veden ja ilmakehän läsnäolo ja etsi sitten biomarkkereita, joista ensimmäinen on vapaa happi. Tosiasia on, että happi ilmakehässä voi esiintyä melkein yksinomaan elävien organismien fotosynteesin seurauksena. Fysikaaliset ja kemialliset prosessit luovat tietysti myös sen, mutta eivät sellaisina määrinä. Useiden ehtojen on täytyttävä, jotta tämä kaasu ilmestyy itsestään. Yleensä, jos ilmakehässä on happea, asumismahdollisuudet lisääntyvät huomattavasti. Toistaiseksi tällaisia planeettoja ei ole löydetty. Onko periaatteessa mahdollista tutkia heidän ilmakehäänsä? Siksi - maanpäällisillä kaukoputkilla ja observatorioilla lähellä avaruutta?
"Jotain, käy ilmi, on jo mahdollista nyt", sanoo Roman Rafikov. - Esimerkiksi äskettäin löydetty TRAPPIST-1-järjestelmä sisältää kolme planeettaa, joiden koko on maapallon kokoinen ja kiertää lyhyillä kiertoradoilla - puolitoista ja kaksi päivää kahdelle sisäiselle planeetalle - kääpiötähden ympärillä. Sen massa on 8% ja sen säde on 11% aurinkoa, kirkkaus on 2000 kertaa pienempi kuin Auringon. Tässä tapauksessa tähti on 40 valovuoden päässä meistä, hyvin lähellä.
Äskettäin kansainvälinen tutkijaryhmä käytti Hubble-avaruusteleskooppia tutkiakseen näiden planeettojen ilmakehiä lähetysspektroskopian avulla. Tässä menetelmässä havainnot suoritetaan kauttakulun aikana - tähtien valon absorptio planeetan ilmakehässä mitataan aallonpituuksilla, jotka vastaavat siinä olevia kemiallisia alkuaineita. Tämä on erittäin vaikea havainto, koska mukana on vain pieni osa ilmakehästä planeetan raajassa. Tässä tapauksessa signaalin voimistamiseksi tarkkailijat odottivat, kunnes molemmat sisempät planeetat - jotka asuvat asumisalueella - kulkivat tähtilevyn läpi samanaikaisesti. Niiden yhdistetty signaali mitattiin. Kiva idea.
Tulos osoitti, että nämä planeetat eivät voi sisältää laajennettuja vetyatmosfäärejä ilman pilviä. Mutta muita mahdollisuuksia on edelleen - esimerkiksi voimakkaasti pilvinen ilmapiiri kuten Venusian ilmapiiri tai vesihöyryn ilmakehä. Joten tämän planeettajärjestelmän lisätutkimukset ovat valtavat.
Tulevaisuudessa uusi amerikkalainen infrapunateleskooppi JWST (James Webbin avaruusteleskooppi, sen on tarkoitus olla toiminnassa vuonna 2018) tekee tällaisista havainnoista enemmän tai vähemmän rutiininomaisia.
Hyvin? Pidämme nyrkkimme. Odotamme.
Avaruusteleskoopin JWST (James Webbin avaruusteleskooppi) peilit
Kuva: NASA