Признаки жизни

HD 40307g. Изображение с сайта upr.edu

Признаки жизни

Астрономы смутили публику сообщением о новой экзопланете

Некоторое время назад появилась новость о том, что ученые обнаружили потенциально обитаемую суперземлю, да еще вдобавок в относительной близости (по астрономическим меркам) от Земли - на расстоянии всего 42 световых лет. Эта новость, конечно же, вызвала бурную реакцию читателей, некоторые из которых даже кинулись паковать чемоданы для полета к братьям по разуму. Виной тому, как всегда, стало несовпадение ожиданий и действительности - под потенциально пригодными для обитания планетами ученые и простые люди понимают совершенно разные вещи.

Экзопланеты-экстремалы

Первая экзопланета, то есть планета вне нашей Солнечной системы (их еще называют экстрасолнечными планетами - от латинского extra, что значит "вне", "снаружи"), была открыта в 1988 году канадскими астрономами Брюсом Кэмпбеллом (Bruce Campbell), Гордоном Уолкером (Gordon Walker) и Стефенсоном Янгом (Stephenson Yang). Впрочем, результаты ученых современниками признаны не были и подтвердились только в 2002 году, поэтому отсчет в истории открытия экзопланет принято вести с работы Мишеля Майора (Michel Mayor) и Дидье Квело (Didier Queloz) из университета Женевы. Им удалось обнаружить планету массой около 0,5 юпитерианской, вращающуюся вокруг звезды 51 Пегас. Система находится на расстоянии 50 световых лет от Земли в одноименном созвездии, а сама звезда относится к спектральному классу G, тому же, что и наше Солнце.

После этого появление более совершенных технологий наблюдения за космическим пространством, в частности, развитие спектроскопии (изучения спектра электромагнитного излучения), привело к тому, что открытие экзопланеты стало довольно обыденным явлением. Как следствие, началась гонка за рекордами - то есть за такими экзопланетами, в описание которых можно вставить "самая" или "первая".

Скажем, самая маленькая (самая большая, кстати, менее интересна - это коричневые карлики, представляющие собой переходное звено между планетами и звездами) из известных на настоящий момент экзопланет была открыта в январе 2011 года. Она носит название Kepler -10b и располагается в созвездии Дракона в Северном полушарии на расстоянии около 560 световых лет от Земли. Масса этой планеты, по уточненным данным, около трех земных, а радиус - 1,4 земных.

Kepler-10b

Она же, кстати, является обладателем титула "первая каменистая экзопланета". Дело в том, что определение одновременно массы и размера планеты требует использования целого арсенала технических средств, которых в распоряжении одной научной группы часто не бывает. Поэтому по некоторым параметрам ученые ограничиваются грубыми оценками, полученными либо из имеющихся у них данных наблюдений, либо из компьютерных моделей. Эти же модели запрещают существование очень маленьких газовых гигантов, поэтому, если планета достаточно мала, ее записывают в каменистые, притом что практических подтверждений в виде, например, оценки на плотность, у ученых может и не быть. Так что термин "каменистая планета" - это вольность речи, главное назначение которой, по сути, привлечь внимание к работе. Ведь каменистая планета - это почти Земля.

Другим занятным рекордом является существование планет с более чем одним солнцем, то есть таких, которые находятся в системе из нескольких звезд. Вообще, кратные звездные системы в космосе - дело довольно обычное. Если коллапсирующая масса газопылевого облака имеет достаточно большой угловой момент (то есть вращается достаточно сильно), то на последних этапах формирования плотный сгусток может разорвать на две, три и более частей. При этом из каждой части образуется звезда. Вместе с тем до недавнего времени считалось, что в таких системах планеты формироваться не могут, поскольку гравитационное взаимодействие звезд должно разметать протопланетный диск.

Kepler-16b

Впервые такого рода планета была обнаружена в сентябре 2011 года. Kepler-16b (именно так она называется) совершает один оборот вокруг двойной звезды на расстоянии 200 световых лет от Земли за 229 дней. В заголовки планета попала под именем Татуин - по аналогии с планетой из мира "Звездных войн".

Пригодные для обитания миры

Однако любимой темой ученых и публики, конечно, являются потенциально обитаемые планеты. Сразу необходимо отметить, что строгого научного определения у этого термина нет. Если говорить в общем, то к потенциально обитаемым относят каменистые планеты, на поверхности которых может существовать жидкая вода. По сути эти три условия - ограничения на массу, диаметр и расстояние до звезды.

Иногда астрофизики накладывают дополнительные требования - например, звезда должна быть определенного спектрального типа, чтобы исключить звезды с особенно резким излучением. Впрочем, по большому счету все эти условия представляют собой спекуляции - ни общепринятого определения понятия "жизнь", ни уж тем более четких представлений о необходимых для формирования этой самой жизни условиях у ученых нет.

Но, как бы то ни было, сейчас известно шесть кандидатов на звание потенциально обитаемой экзопланеты. Четыре из них - Gliese 581d, Gliese 667Cc, Gliese 581g и Gliese 163c - располагаются вокруг красных карликов (тип M). Как уже говорилось, консенсуса среди ученых по поводу того, планеты вокруг каких звезд достойны звания обитаемы, не достигнуто. Среди препятствий называются, например, спектральные особенности - большая часть энергии красного карлика приходится на излучение в инфракрасном спектре, что, конечно, непригодно для привычного нам фотосинтеза.

Kepler-22b

Другая проблема - приливной захват: если планета расположена достаточно близко к звезде, то под воздействием приливных сил светила она выстраивает свое вращение так, что один оборот вокруг собственной оси она делает за один оборот вокруг звезды. Фактически это означает, что планета всегда будет повернута к звезде одним боком - так же, как Луна постоянно повернута к Земле только одной своей стороной. При таком положении половина небесного тела будет всегда нагрета, а половина - всегда охлаждена. Несмотря на столь экстремальные условия, ученые, однако, не спешат исключать такие планеты из потенциально обитаемых - по мнению специалистов, скажем, плотная атмосфера вполне может взять на себя роль переносчика тепла от освещенного полушария к неосвещенному.

Еще один кандидат на звание пригодной для обитания планеты, HD 85512, вращается вокруг звезды класса К. Наконец, единственная экзопланета, движущаяся вокруг солнцеобразной звезды (G-класс) - Kepler-22b. Она была открыта в декабре 2011 года и располагается на расстоянии 600 световых лет от Земли.

Пригодная для жизни Суперземля

Теперь же можно перейти к недавней новости о суперземле. Итак, сообщалось, что астрономы обнаружили рядом со звездой HD 40307 планету, потенциально пригодную для жизни (препринт). Звезда, вокруг которой вращается планета, располагается на расстоянии 41,8 световых года (с погрешностью 0,8 световых года) в созвездии Живописца и относится к спектральному классу К. Ранее ученым уже удалось обнаружить вокруг звезды три планеты с массами 4,2, 6,8 и 9,2 земных, однако все они находились слишком близко к звезде - радиусы их орбит не превышали 0,15 астрономической единицы (1 астрономическая единица равна расстоянию от Земли до Солнца).

Спектральные классы звезд

Прежние планеты были обнаружены с помощью спектрографа HARPS, установленного в обсерватории Ла-Силла, принадлежащей Европейской южной обсерватории. В новой работе ученые провели повторный анализ данных HARPS. Как оказалось, при проведении прежнего анализа были пропущены целых три планеты. Две из них - относительно небольшой массы (1-3 земной) - вращаются вокруг звезды с периодами 34 и 51 день. Третья же планета, получившая обозначение HD 40307g, вращается вокруг звезды с периодом примерно 200 дней, а ее масса составляет около 7 земных. Именно эта планета и попала в новости.

Подготовленный рассказом, читатель сразу обратит внимание на то, что спектральный тип звезды вовсе не G, а K. Этот тип располагается между M и G. Другой важный нюанс: в сообщении отсутствует информация о диаметре планеты, поэтому тот факт, что она является каменистой, вообще говоря, представляет собой недоказанную гипотезу. Что касается приливного захвата, то ученые не исключают и его.

Получается, что паковать чемоданы для полета к HD 40307g еще рановато. Впрочем, можно надеяться, что ощущение легкого разочарования у читателя сгладится тем фактом, что теперь он без труда сможет разобраться даже в самых сенсационных новостях о потенциально обитаемых планетах. А это дорогого стоит.