Есть ли в космосе планеты, похожие на Землю?

          В последнее время я немножко увлеклась космосом и вспомнила свой вопрос детства (а потом, как оказалось, и вопрос всего человечества): Существуют ли еще такие планеты как Земля?
И как раз пару недель назад мне попался онлайн курс «Астрофизика: изучение экзопланет», лекции которого я добросовестно прослушала и пыталась полностью понять материал. Но всего постигнуть мне не удалось в виду сложности понятий и научных терминов, но кое-что удовлетворило мое любопытство, с чем я с удовольствием делюсь.

          Курс ведут Брайан Шмидт, профессор Австралийского Национального Университета, и Пол Фрэнсис , исследователь астрофизики, профессор, работал в NASA.

ЧТО ОЗНАЧАЕТ ПРИГОДНАЯ ДЛЯ ПРОЖИВАНИЯ ПЛАНЕТА?

          Рассматривая Землю и анализируя жизнь на ней, одним из важнейших условий для проживания человека является наличие воды. Это означает, что температура планеты должна колебаться от 0 до 100 градусов по Цельсию, плюс она должна располагаться на определенной дистанции от звезд (т.н. в зоне обитаемости) для создания парникового эффекта (не того, который создается человечеством как вред для окружающей среды, а того, который образован природой, — подъем температуры на поверхности планеты в результате тепловой энергии, появляющейся в результате нагревания газов).

          Чтобы находиться в обитаемой зоне, экзопланета (т.е. планета вне солнечной системы) должна получить приблизительно такое же количество солнечного света, как и Земля. Если оно будет в избытке, вода будет испарятся, а если его будет недоставать, то замерзать.

          Также стоит помнить и о составных элементах атмосферы: вода + углерод + кислород, которые неотъемлимы для человечества.

КАК НАЙТИ ТАКИЕ ПЛАНЕТЫ?

          На страничке НАСА указываются 5 способов открытия планет, самыми эффективными из них являются два:

1. транзитный метод — Наблюдения при прохождении планеты на фоне звезды, в этот момент светимость звезды уменьшается. Предоставляет данные о наличии и составе атмосферы.
2. метод Доплера  — Путем лучевой скорости обнаруживают, обычно, огромные тела в космосе, но если фокусироваться на малых звездах, то этот метод также позволяет определить наличие планет вокруг них. Определяет массу планеты, период обращения и еще некоторые параметры.

          Если обратиться к Википедии, то помимо этих двух она выделяет еще 5 основных методов и 4 других. 

КЕПЛЕР

          Наилучшим изобретением для поиска планет, схожей с Землей, вне солнечной системы была космическая обсерватория Кеплер.  Ее запуск состоялся в 2009 году, стоимость проекта оценивается в около полмиллиарда долларов. «Телескоп» одновременно наблюдал за 100,000 звездами. Принцип действия заключался в том, что он изучал кусочек космоса снова и снова в течение 3 лет. В 2013 году Кеплер вышел из строя, но благодаря ему были сделаны сенсационные открытия. Кеплер открыл более 3500 кандидатов в планеты, среди них есть и такие, которые находятся более 1000 световых лет от нас. Большинство известных экзопланет состоят из газа без твердой поверхности и больше напоминают Юпитер.

          В 2014 году стартовала новая миссия Кеплер-2, которая продолжила исследования и также показала хорошие результаты.

Из Википедии:
По состоянию на июль 2015 года подтверждена природа более 1000 планет из около 4700 кандидатов, открытых телескопом. Среди всех кандидатов 49% имеют размеры меньше, чем 2 размера Земли. Примерно 40% кандидатов входят в состав многопланетных систем.

СУПЕРЗЕМЛИ

          Планеты, гипотетически пригодные для проживания, — несколько больше Земли, и их название Суперземли. Они вращаются вокруг красных карликов — самого распространенного вида звезд; в нашей галактике их около 75%. Год на красных карликах более короткий и есть предположение, что жизнь на них очень даже вероятна, точнее на планетах, идущих по орбитам вокруг них.

          То есть, условия, создаваемые красными карликами на планетах, либо чрезвычайно жесткие, либо недостаточно жесткие для того, чтобы на них была жизнь. Не исключено, что эти оба фактора существуют параллельно и действуют попеременно.
         Карлики живут намного дольше чем Солнце, речь идет о триллионах лет, в то время как возраст Солнца 10 миллиардов лет. Поэтому возможно, жизнь на них еще не зародилась.

          В научной фантастике часто встречается идея о том, что суперземли состоят из других непривычных элементов для Земли, таких как криптонит или анабтаниум (несуществующий материал). Правдоподобно ли то, что мы можем найти новые элементы, неизвестные науке, на других звездах? Брайан Шмидт утверждает, что об этом сложно сказать. Мы знаем, что, к примеру, Солнце создано из таких-то и таких-то элементов, и довольно непросто представить, что тела в космосе могут состоять из чего-то другого. Человечество разработало схемы, правила и определенные закономерности, которые описывает всем известная ядерная физика. Близлежащие звезды — из тех же материалов, что и Солнце, поэтому можно сказать, что все мы созданы из одного «генетического фонда». Но это о звездах, и данная информация не касается планет.

КЕПЛЕР 62 

          Профессоры Брайан Шмидт и Пол Фрэнсис предлагают рассмотреть Кеплер 62. В данной звездной системе — 5 планет, вращающихся вокруг звезды, которая меньше и холоднее нашего Солнца, и находится она на расстоянии 1200 световых лет от Земли. Две планеты из пяти расположены в обитаемой зоне. Что касается размеров, то планеты Кеплер 62 где-то на 40% больше нашей планеты. В ходе миссии не успели исследовать их атмосферу, состав и форму орбит, но есть вероятность, что две планеты характеризуются каменистостью и даже могут иметь океаны.

ГЛИЗЕ 667

          Ярким примером экзопланеты, обнаруженной путем лучевой скорости, является Глизе 667  (3 звезды: 2 оранжевых карлика и 1 красный) в состав которой входят 7 планет! На ноябрь 2011 года Глизе 667 являлась наилучшим кандидатом, который претендовал на статус обитаемой планеты.
Так как звезда красный карлик излучает свечение всего на 1,5% в сравнении с Солнцем, похоже, здесь может быть довольна приятная температура. Система находится приблизительно в 20 световых годах от нас.

          В целом, обнаружено совершенно немного звезд, которые находились бы действительно близко от нашей планеты. Примеры — Альфа Центравра, Сириус, еще пару звезд, отдаленные на 10-15 световых лет.

          Самое недавнее и громкое открытие NASA произошло 22 февраля 2017 года. В курсе об этом информации нет, потому что он был составлен немного ранее. НАСА объявила об открытии звезды TRAPPIST-1.  Вот как это было:

Здесь непосредственно сайт TRAPPIST-1.
         Было сделано заключение, что 3 планеты из 7 находятся в обитаемой зоне. Расстояние от нас — 40 лет. Ученые предполагали, что на ней может быть вода.
         С момента открытия эта система изучается постоянно, и в апреле текущего 2017 года группа астрономов опубликовала предположение о том, что данные планеты непригодны к жизни, потому как постоянно подвергаются сильнейшим выбросам высокоэнергетических частиц в результате вспышек на красном карлике, вокруг которой вращаются экзопланеты.

ЧТО ДАЛЬШЕ?

          Сейчас полным ходом идет разработка нового транзитного телескопа TESS.  Запуск назначен на 2017 год. Планируется, что этот телескоп изучит около 500,000 звезд, но проблема в том, что отсюда с Земли возможно увидеть планеты, как уже говорилось раньше, двумя способами — транзитным методом и путем лучевой (касательной) скорости звезд, но они не в силах рассмотреть планеты, находящиеся очень-очень далеко. Вторым проблемным моментом является то, что планеты на время исследования могут не быть выстроены в линию, поэтому они не будут замечены, либо есть вероятность, что планеты вокруг звезд настолько малы, что ни один метод не способен их «поймать».

Что ж, лично я жду новых открытий и новостей о космосе!
Спасибо, что оставались со мной!

Все фото с лицензией СС0.