Где искать жизнь?
Если предположить, что жизнь в Солнечной системе существует где-то еще, кроме Земли, сложно представить, что она развилась до сложных форм. Скорее всего она будет представлять из собой примитивные организмы. Ведь таких условий, как на Земле, в нашей системе нет нигде. Основная уникальная черта нашей планеты — это существование на ее поверхности жидкой воды. Именно вода, и это подтверждается всеми последними исследованиями, является ключевым фактором, основой существования жизни.
Ученые рассматривают возможность возникновения жизни и на основе других биохимических принципов. Например на основе кремния. Однако расчеты показывают, что жизнь на основе углерода является наиболее энергетически эффективной. Ученые Земли пока не могут дотянуться до других звездных систем. Поэтому их внимание приковано к тем мирам, которые находятся в Солнечной системе. Какие из же них вызывают наибольший интерес астробиологов?
Энцелад
Один из самых крупных спутников Сатурна. Попал в центр внимания ученых, занимающихся поисками жизни, после установления его характеристик. Небесное тело, как подтвердили данные, полученные с космического аппарата «Кассини», почти полностью покрыто водяным льдом. Есть основания предполагать что под поверхностью этого океана находится жидкая вода. Те же исследования, проведенные в 2005 году, выявили присутствие на Энцеладе углерода, кислорода и азота. А эти элементы, как известно, являются основой земной органики. Ученые предполагают, что спутник имеет горячее внутреннее ядро. Оно поддерживает температуру на этой луне Сатурна, достаточную для существования жизни.
Европа
Один из четырех галилеевых спутников Юпитера — Европа, по праву занял свое место в перечне кандидатов на роль носителя жизни в Солнечной системе. Подобно Энцеладу, Европа имеет замерзший океан на поверхности. И есть гипотеза, что и у Европы под ним находится жидкая вода и активные вулканы. Установлено, что живые организмы, которые встречаются и сейчас на Земле у глубоководных гидротермальных источников, могли бы выжить на Европе без особых усилий.
Марс
Среди планет Солнечной системы только Марс имеет условия, наиболее близкие к земным. Только на Марсе температура поверхности может колебаться вокруг точки замерзания воды не слишком экстремально и резко. На Марсе обнаружено огромное количество льда. И есть гипотезы о том, что под его поверхностью до сих пор существуют огромные океаны жидкой воды. Атмосфера планеты схожа с земной. Однако она гораздо разреженнее. И в ней мало кислорода. Она не способна защитить живые организмы от солнечной радиации. Марс имеет крайне слабое магнитное поле. Оно не может задерживать быстрые частицы солнечного ветра, что так же крайне пагубно для жизни.
Титан
Следующим объектом, представляющим интерес для исследователей является крупнейший спутник Сатурна — Титан. Он обладает плотной атмосферой с органическим соединениям. Атмосфера Титана состоит в основном из метана. И он быстро распадается под воздействием солнечной радиации. Большое количество метана может быть объяснено деятельностью живых организмов, как это происходит на нашей планете. Однако температура на Титане крайне низка. Что полностью исключает существование на его поверхности жидкой воды.
Ио
Еще один представитель галилеевых спутников Юпитера, — Ио, так же может быть гипотетическим местом присутствия внеземной жизни. Ио имеет атмосферу, содержащую многие сложные органические вещества. Геологическая активность на спутнике очень высока. И это еще один довод исследователей в пользу существования там живых организмов. Ведь там где вулканы есть тепло. И, возможно, жидкая вода. Однако солнечная радиация на Ио очень существенна. И это один из факторов, снижающих вероятность обнаружения там микроорганизмов.
Источник
Где искать жизнь
Мы до сих пор не имеем доказательств существования внеземной жизни, но работа в этом направлении не останавливается. Теперь каждый день можно ожидать увидеть в новостях сообщения о том, что жизнь вне нашей планеты наконец найдена. Правда, не стоит ожидать, что это будут зеленые человечки. Поиск новых планет за пределами Солнечной системы идет слишком быстро для ученых, способных их изучать, нашу родную систему исследует множество аппаратов, а проект SETI продолжает попытки связаться с разумной жизнью во Вселенной.
Ниже приведен список шести кандидатов на поддержание жизни, составленный сотрудником Института SETI Сетом Шостаком. Несмотря на то, что его организация ищет разумную внеземную жизнь за пределами Солнечной системы (если бы способные создавать радиоприемники инопланетяне существовали в нашей системе, мы бы наверняка их уже нашли), все шесть упомянутых миров – наши ближайшие соседи. Это связано с тем, что пока только в Солнечной системе мы можем искать жизнь вблизи. Пока что автоматическими аппаратами, но в скором времени люди сами займутся этим, так как разговоры о полете на Марс в США и даже в России становятся все активнее. Вместе с тем, все выбранные места, даже если они действительно поддерживают жизнь, вряд ли подарят нам возможность изучать как ползают или летают инопланетные существа. Условия в рассматриваемых местах слишком жесткие для чего-то крупнее микроба (если искомая нами жизнь основана на тех же принципах, что и земная). Тем не менее, открытие микроба вне Земли станет фундаментальным шагом в познании мира, так как докажет, что земная жизнь не уникальна. Перейдем к шести кандидатам на обладание хотя бы простейшей жизнью.
1. Энцелад
2. Титан
Крупный собрат Энцелада по семье спутников Сатурна, Титан – единственное (кроме, разумеется, Земли) тело, на котором были найдены озера. Правда, есть один нюанс – это озера жидкого метана и этана, постоянно поливаемых дождем углеводородов. Но несмотря на неуютный для землянина химический состав и прохладную погоду (-179 градусов Цельсия), это удачное место для зарождения жизни из-за большого химического разнообразия и активности. Кроме этого, задел в исследовании луны уже есть. В 2005 году спускаемый модуль Гюйгенс, часть зонда Кассини-Гюйгенс, успешно сел на поверхность Титана. Осталось лишь запустить более крупный аппарат, единственной целью которого будет посадка и поиск титанианцев.
3. Марс
Несмотря на то, что текущие исследования уверенно показывают непригодность Марса для жизни, он все еще очень популярен среди поклонников идеи внеземных цивилизаций, ну или ходя бы микробов. Более того, хотя доказано, что вода на Марсе была, существуют свидетельства того, что этот период был слишком коротким для зарождения жизни. Возможно даже, этот период измерялся всего лишь годами. Однако и сейчас звучат голоса, говорящие о жидкой воде на красной планете. К ним относятся темные полосы, появляющиеся летом у кратера Хоровица. Это может быть соленая растаявшая вода, текущая всего в нескольких сантиметрах под коркой марсианского грунта. Этот вопрос легко исследовать очередным марсианским зондом, которому не нужно будет бурить очень глубоко.
4. Европа
Эта луна Юпитера вполне могла бы занять более высокую позицию, так как она имеет больше жидкой воды, чем все земные океаны. Но с нею есть одна проблема – она находится на глубине около 15-20 километров под толстой коркой льда. Пробиться так глубоко человечеству еще долго будет не под силу, а даже если в европейских подледных океанах существует жизнь, она сильно отличается от земной, так как возможные европейцы не получают солнечного света, а значит, не работает столь важный для нас процесс фотосинтеза. Источником энергии может быть геотермальная активность на самом дне, вызванная приливными силами Юпитера.
5. Венера
Венера кажется не самым удачным местом для поиска жизни. Имея довольно теплую поверхность (454 градуса Цельсия), эта планета должна быть полностью стерильна. Однако выше в атмосфере планеты температуры приемлемы. Химические процессы, происходящие на планете, в том числе в атмосфере, включают диоксид серы и угарный газ, которые могут стать идеальной пищей для микробов. Так что плотные кислотные облака планеты вполне могут быть населены крохотными венерианцами.
Эти две луны Юпитера одинаковы с точки зрения поиска жизни. Как и Европа, они могут иметь подземные океаны, но уже не на глубине пары десятков километров и подо льдом, а на глубине не менее 100 километров под слоем камня. Поиск жизни в этих океанах – не самая простая задача.
Источник
Что такое экзопланеты и как ищут жизнь во Вселенной
Что такое экзопланета
В слове «экзопланета» приставка «экзо» означает «вне», «снаружи». Получается, что экзопланеты — это все планеты за пределами Солнечной системы. Большинство из них, как и Земля, вращаются вокруг звезд, но встречаются и не привязанные к орбите определенной звезды.
Большинство открытых экзопланет находятся в одном регионе нашей Галактики — внутри Млечного пути. При помощи мощных телескопов ученые измеряют размеры планет, их состав и поверхность. Большая часть открытых экзопланет состоят из тех же элементов, что и планеты Солнечной системы. Отличаются только комбинации и соотношение: на некоторых больше воды и льда, на других — железа и углерода. При этом нет ни одной планеты, которая была бы идентична Земле или другим телам Солнечной системы.
Первую экзопланету обнаружили в 1992 году. С тех пор астрономы идентифицировали тысячи планет, и их число постоянно растет. С Земли не всегда просто обнаружить новые тела: не хватает мощности телескопов, и обзор может перекрываться звездами или другими планетами. Количество открытых небесных объектов может увеличиться в разы, как только ученые наладят технологию запуска космических роботизированных телескопов, которые будут отправлять на Землю данные о своих наблюдениях. Часть таких телескопов уже запущена в космос, но развитие направления поможет ускорить процесс открытия и изучения небесных тел.
Какие бывают типы экзопланет
Наша Галактика состоит из огромного количества звезд — не менее 100 млрд, включая Солнце. Если представить, что вокруг каждой звезды вращается минимум одна планета, то количество неоткрытых экзопланет представляется астрономическим. При этом ученые предполагают, что у каждой звезды есть своя система, в которую входит сразу несколько планет. В таком случае количество экзопланет внутри одного Млечного Пути может составлять триллионы.
Тысячи лет до нашего поколения люди догадывались о существовании планет за пределами Солнечной системы. Сейчас мы точно знаем, что экзопланеты существуют и их много, но все еще не можем добраться ни до одной из них. У ближайшей к Земле звезды — Проксима Центавры — есть минимум одна планета. Вероятно, это планета земного типа, и на ней может находиться вода. Но лететь до нее придется более четырех световых лет, при этом ученые пока не могут с точностью описать свойства планеты и сказать, подходит ли она для жизни. Остальные экзопланеты находятся на расстоянии сотен или тысяч световых лет от нас, и посетить их пока нет никакой возможности.
С момента открытия первой экзопланеты прошло почти 30 лет, но мы до сих пор не знаем о всем разнообразии существующих планет. Поэтому их деление скорее условно.
Газовые гиганты
В космосе встречаются газовые гиганты, наподобие Юпитера и Сатурна. Сейчас известно о 1367 экзопланетах такого типа. Самые известные из них:
51 Pegasi b — газовый гигант с атмосферной температурой более 1000 °C. Первая открытая планета из тех, что вращаются вокруг звезд солнечного типа.
KELT-9 b — cамая горячая известная экзопланета. Температура на дневной стороне может подниматься до 4600 °C. Находится на расстоянии 667 световых лет от Земли.
Нептунианские экзопланеты
Маленькие планеты с атмосферой, на которых преобладают водород и гелий. Открыто 1484 планеты, самые известные:
Kepler-1655 b — экзопланета, похожая на Нептун. Полный оборот вокруг звезды (то есть, один год) на Кеплере, проходит за 11,9 дней. Экзопланету открыли в 2018 году.
GJ 436 b — экзопланета, которая находится относительно близко к Земле: лететь до нее придется 32 года.
Суперземли
Экзопланеты из газа, горных пород и их комбинаций, которые в несколько раз больше Земли. Открыто 1346 планет, самые известные:
Barnard’s Star b — вторая самая близкая к Земле экзопланета, лететь до нее шесть лет. Планету открыли в 2018 году. Она в 3,2 раза больше нашей планеты. Звезда, вокруг которой вращается экзопланета, дает ей только 2% энергии, которую получает Земля от Солнца.
GJ 15 A b — экзопланета, которая вращается вокруг звезды красного карлика в 11 световых годах от Земли. В ее системе есть еще одна планета, что делает ее ближайшей к нам суперземлей со своей системой.
Планеты земного типа
Скалистые тела, похожие на Землю, Марс или Венеру. Открыто 164 планеты, самые известные:
TRAPPIST-1 e — ее масса составляет 60% массы Земли, а год на планете длится 6,1 дня. Планету открыли в 2017 году.
TRAPPIST-1 d — как и Земля — третья планета от своей звезды. Скалистая планета с температурой поверхности около 2290 °C.
Как ищут экзопланеты
Экзопланеты находят при помощи мощных телескопов, которые располагаются на Земле или летают в космосе. Изучение неба через космический телескоп обсерватории NASA «Кеплер» показало, что в Млечном пути находится больше планет, чем звезд. Данные рассчитывались через статистическую оценку. Сейчас ученым известно, что в Галактике сильно распространены маленькие планеты. Однако открывать их сложно: в силу их размера они могут быть не видны в телескоп. Все усложняется тем, что от них, в отличие от звезд, не исходит света. Вдобавок яркий свет звезды может скрывать планету: это как пытаться рассмотреть пылинку на включенной лампе.
Чтобы найти экзопланету, астрономы пытаются обнаружить признаки нахождения планеты у материнской звезды. Свойства звезды могут меняться, если вокруг нее вращается планета. Во-первых, планета влияет на вращение: звезда начинает немного раскачиваться, и специальное оборудование может уловить это движение. Планета — единственное, что может повлиять на такое изменение. Во-вторых, мощный телескоп может поймать небольшую тень, которая исходит от планеты на звезду. Существуют и другие способы поиска, но эти два считаются основными и применяются чаще всего.
Несмотря на существование таких способов, ученым пока не хватает мощностей, чтобы открыть все планеты. До сих пор не было обнаружено ни одной системы, похожей на Солнечную. Вероятно, это говорит о том, что современные телескопы не могут уловить маленькие планеты. К тому же многие из них вращаются на далеком от звезд расстоянии, и на них почти не падает свет, что делает их поиск почти невозможным с далекого расстояния.
Актуальные прогнозы исследований экзопланет
Мощные телескопы и технологии нового поколения помогут открыть все большее количество экзопланет. Они помогут приблизить нас к поиску планет, похожих на Землю: такие вращаются относительно далеко от звезд и имеют маленькие размеры.
Космический телескоп Джеймса Уэбба
Гигантский телескоп размером с теннисный корт будет запущен в космос из Французской Гвианы в 2021 году. Телескоп будет наблюдать Вселенную в инфракрасном свете, изучать формирование планетных систем и состав атмосфер экзопланет. Ожидается, что он станет главным космическим инструментом нынешнего десятилетия.
Космическая платформа: телескоп Нэнси Роман
В середине 2020-х годов в космос запустят электростанцию телескопов, которая поможет лучше изучить экзоланеты. Окно зрения этой станции будет в 100 раз превышать окно самого мощного телескопа NASA, который сейчас занимается поиском планет. Главная цель — изучение темной материи и темной энергии, но в рамках своей программы он будет делать и фотографии экзопланет. С его помощью начнут исследовать плотные звезды Млечного Пути, а на их фоне можно поймать и новые планеты.
Зачем изучать экзопланеты
Теоретически, изучение экзопланет поможет ответить на вопрос: «одни ли мы в этой Вселенной?». Поиск новых планет — одно из самых быстроразвивающихся направлений астрономии. Изучение разных космических тел поможет лучше понять, как устроена Солнечная система, как она сформировалась, и есть ли в мире похожие группы планет. А также, существует ли планета, настолько похожая на Землю, что на нее можно переехать.
В погоне за этими ответами ученые делают новые открытия и раскрывают детали Вселенной. В частности, находят возрастные планеты и делают предположения о том, как может развиваться Солнечная система и какие у нее сроки жизни.
Основная цель направления — поиск признаков жизни во Вселенной. Небо экзопланет может содержать элементы, которые помогут ответить на этот вопрос.
Источник