Из известных нам планет лишь на одной есть жизнь. Как Вы уже догадались, это Земля. Только на ней есть все необходимые для этого условия. Существуют ли другие небесные тела (экзопланеты) за пределами Солнечной системы, на которых существуют различные формы жизни?
Астрономы всё ещё не знают однозначного ответа на этот вопрос, но не прекращают поиски потенциально населённых планет, руководствуясь лишь незначительным количеством критериев. В идеале они надеятся обнаружить планеты, аналогичные Земле, так как уверены, что жизнь зародилась именно здесь. «Охотятся» астрономы преимущественно на планеты, размеры которых соизмеримы с Землёй, и которые вращаются по орбите на оптимальном расстоянии от своей звезды – в условной космической области, называемой обитаемой зоной звезды.
Астрономический спутник NASA «Кеплер» помогает учёным в поисках миров, иногда в англоязычной литературе называемых планетами Goldilocks (Златовласки) по мотивам сказки, которые должны быть на орбите, где условия для жизни «в самый раз». «Кеплер» и другие телескопы обнаружили несколько экзопланет с похожими признаками, абсолютно все являются Super Earths (Супер-Землями), т.е. их размеры превышают размеры нашей планеты. Поиск «двойника» Земли, который бы был пригодный для жизни, продолжается.
Важнейшей частью таких исследований является изучения границ обитаемой зоны.
Обитаемая зона – это область вокруг звезды, где температура идеально подходит для нахождения воды в жидком состоянии – важнейшего компонента для жизни. Земля находится в обитаемой зоне нашей звезды – Солнца. Вне этой зоны планета, вероятнее всего, была бы слишком холодной, а находясь между звездой и обитаемой зоной – слишком горячей.
В рамках недавнего исследования, учёные Exoplanet Science Institute, функционирующего при California Institute of Technology в Пасадене (штат Калифорния), досконально проанализировали месторасположение планеты Kepler-69c и особенности её обитаемой зоны. Результаты исследований показали, что эта экзопланета в 1,7 раза больше Земли и находится в непосредственной близости к внутреннему краю обитаемой зоны, благодаря чему она больше схожа с Венерой, нежели с Землёй.
«Исследуя космическое пространство вне Солнечной системы «Кеплер» обнаружит ещё не одну планету, подобную Венере» — отмечает Stephen Kane, автор статьи о Kepler-69c, опубликованной в Astrophysical Journal Letters
Для того чтобы определить месторасположение обитаемой зоны, первоначально необходимо выяснить масштабы испускаемого излучения звезды. Звезды, которые больше нашего Солнца, следовательно, ещё более горячие, тем самым их обитаемые зоны удалены на более значительное расстояние. И наоборот, если звезда меньше Солнца, то она более «холодная», и зона обитания сосредоточена ближе, чем у Солнца. Например, Супер-Земля Kepler-69c, обнаруженная телескопом «Kepler-69c», выходит на орбиту примерно в середине обитаемой зоны холодной звезды. То есть экзопланета ближе к своей звезде, нежели Земля к Солнцу. Kepler-69c проходит свой путь по орбите вокруг звезды всего 267 дней, на что Земле требуется 365 дней.
Понимание того, насколько обитаемая зона должна быть удалена от звезды, также зависит и от химических процессов. Например, молекулы в атмосфере планеты поглощают определённое количество света от звезды, оставшуюся часть, излучая обратно. Поэтому в зависимости от того, какая часть излучения от звезды «поглощена» атомами, и определяется, вулканы и лава или моря и леса будут существовать на планете.
Исследователи во главе с Ravi kumar Kopparapu из Рenn State University использовали этот тип химической реакции, чтобы исследовать обитаемую зону немного глубже.
Stephen Kane и его коллеги также апеллировали этой информацией, дабы очертить границы обитаемой зоны экзопланеты Kepler-69c в дополнение к полученным данным об энергии звезды и особенностях орбиты планеты.
«Понимание свойств звезды чрезвычайно важно при определении планетарных характеристик и расчёта размера обитаемой зоны в этой системе» — отметил Kane.
Тем не менее, нахождение в обитаемой зоне ещё не показатель того, что экзопланета пригодна для жизни. Ведь существуют и другие факторы, которые обеспечивают произрастание растений на планете и обеспечивают все условия существования живых организмов. Например, извержения на поверхности звезды, именуемые вспышками, могут нанести непоправимый вред планете.
«Без ответа остаётся чрезвычайно много вопрос о специфике обитаемости» — говорит Lucianne Walkowicz из команды учёных Kepler mission, анализирующий вспышки на звёздах. «Если планета «убита» радиацией от систематических вспышек, происходящих на родительской звезде, вряд ли поверхность такой экзопланеты может быть благоприятным местом для развития жизни. Но с другой стороны, если есть вода в жидком состоянии, которая является своего рода щитом от радиационного излучения, то возможно, жизнь могла бы процветать в толще воды».
Происходящие вспышки также могут полностью уничтожить атмосферу, ещё больше усугубив общую картину. Это особенно актуально для небольших, более холодных звёзд, которые имеют тенденцию к гиперактивности.
В идеале, астрономы хотели бы больше знать об атмосфере потенциально обитаемых экзопланет. Так они смогли бы рассмотреть молекулярную структуру планеты на наличие признаков парниковых газов. Обнаружив которые, астрономы могли бы утверждать, что анализируемая планета является Супер-Венерой и не пригодна для жизни. Ведь в атмосфере планеты Солнечной системы, названной в честь римской богини любви, такие парниковые газы также присутствуют. Если бы в будущем космические телескопы могли обнаруживать кислород, воду, углекислый газ и метан на экзопланете, то процесс поиска пригодной для жизни планеты существенно ускорился.
Разрабатываемый NASA космический телескоп James Webb Space Telescope приблизит учёных к этой цели. Ведь орбитальная инфракрасная обсерватория, будет исследовать атмосферы планет, некоторые из которых вполне вероятно могут находиться в обитаемых зонах. Однако телескоп не сможет исследовать атмосферы планет, таких же маленьких как Земля. Поэтому, астрономам нечего не остаётся, как надеятся, что в скором будущем появится новый телескоп, который сможет различать планеты Goldilocks от «Венероподобных» небесных тел.
