GJ 1132b в представлении художника

Max Planck Society

Астрономы из Великобритании, Швеции, Германии и Италии впервые обнаружили следы атмосферы у экзопланеты земного типа. Хотя установить ее состав точно не удается, по словам авторов, ее спектральные характеристики хорошо описываются смесью воды и метана. Ранее астрономы наблюдали атмосферы лишь у значительно более крупных объектов - горячих юпитеров. GJ 1132b обладает массой в 1,6 раз больше земной, а ее радиус превышает радиус Земли в 1,4 раза. Исследование опубликовано в The Astronomical Journal , кратко о нем пресс-релиз Общества Макса Планка.

На сегодняшний день открыто около трех тысяч экзопланет. Большая их часть - гигантские объекты с массами, порядка массы Юпитера и более. Но с точки зрения возможности существования жизни перспективными являются планеты земного типа, которые гораздо сложнее обнаружить.

Существуют два основных метода поиска экзопланет - по доплеровскому сдвигу и транзитный метод. Первый из них основан на том, что гравитация экзопланеты заставляет звезду изменять свою скорость при вращении, с точки зрения земного наблюдателя она движется то быстрее, то медленнее. Это сказывается на положении спектральных линий светила. Второй метод основан на том, что когда экзопланета проходит перед диском звезды, ее светимость снижается. Лишь второй метод позволяет определить характерные размеры планеты и узнать что-то о ее атмосфере.

В случае небольших планет исследования атмосферы ограничены разрешением телескопа. Наблюдения с помощью «Хаббла» до сих пор не надежно обнаружить какие-либо выраженные спектральные особенности у атмосфер экзопланет земного типа.

Авторы новой работы выбрали в качестве объекта исследования транзитную экзопланету земного типа, расположенную сравнительно недалеко - в 39 световых годах от Земли. Она обращается около красного карлика GJ 1132, расположенного в созвездии Паруса. Планета была открыта сравнительно недавно - два года назад, и, по мнению первооткрывателей, может обладать атмосферой. Вместе с тем, равновесная температура ее поверхности составляет 600 кельвинов, поэтому она не пригодна для жизни.

Видимый радиус экзопланеты в разных спектральных диапазонах

John Southworth et al. / The Astronomical Journal, 2017

Исследователи провели детальные наблюдения девяти транзитов экзопланеты перед диском звезды с помощью 2,2-метрового телескопа в Южной европейской обсерватории (Чили). Каждый транзит астрономы анализировали сразу в семи различных спектральных диапазонах: четырех оптических и трех инфракрасных. Для каждого диапазона исследователи оценили видимый диаметр экзопланеты.

Оказалось, что видимый диаметр в одном из инфракрасных диапазонов со статистической значимостью четыре сигма превышает диаметр, полученный из оптических наблюдений. По словам авторов, это говорит об уверенном детектировании атмосферы экзопланеты. Астрономы отмечают, что непрозрачность атмосферы для инфракрасного излучения может объясняться наличием в ней воды, метана или других веществ.

Астрономы отмечают, что обнаружение атмосферы у красного карлика - важный результат. Многие исследования , что красные карлики слишком активны и вспышки на их поверхности могут полностью сметать атмосферу экзопланет, делая их непригодными для жизни. GJ 1132b выступает в роли контрпримера для таких утверждений. Планета располагается всего в двух миллионах километров от звезды, а ее период обращения составляет 1,6 дня.

К красным карликам относятся звезды и , в обитаемых зонах которых недавно были обнаружены экзопланеты земного типа. Возможность существования жизни на них учеными.

Владимир Королёв

В связи с Величайшим его Противостоянием летом 2003 года и словно бы специально приуроченным к этому событию успехом высадки на его поверхность двух американских космических аппаратов, показавших, что вода-таки на Красной планете имеется.

Теперь, в связи с весьма значимым и довольно редким событием - прохождением диска Венеры по диску Солнца 8 июня 2004 года - мы обращаемся к другой нашей соседке по Солнечной системе - Венере, расположенной ещё ближе к Земле, чем Марс.

Старший научный сотрудник отдела изучения Луны и планет Астрономического института им. П.К.Штернберга Жанна Фёдоровна РОДИОНОВА знакомит читателя с «портретом» одной из планет Солнечной системы в рамках современных научных представлений. Следуя же традициям журнала, рубрику дополняет и эзотерический образ удивительной планеты.

Наше достоинство — не в овладении пространством, а в умении разумно мыслить. С помощью пространства и времени Вселенная охватывает и поглощает меня, а вот с помощью мысли я охватываю Вселенную. Постараемся же мыслить достойно: в этом основа нравственности.

Блез Паскаль

Жизнь каждого человека и существование всего человечества зависят от условий, имеющихся на Земле сейчас и от их изменений в будущем. Естественно, что в первую очередь мы заинтересованы в изучении самой Земли, а для этого крайне важно понять, какое место она занимает среди других планет, чем от них отличается.

В Солнечной системе пока известно девять планет: ближайшие к Солнцу четыре планеты принято называть планетами земной группы, а следующие четыре - планетами-гигантами. Девятая планета Плутон, самая дальняя, не входит ни в какую группу. Планеты земной группы похожи между собой по размерам, массе и составу пород. Это - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их поверхности сложены твёрдыми породами со средней плотностью вещества от 3,9 г/см 3 у Марса до 5,5 г/см 3 у Земли (у Меркурия - 5,4 г/см 3 , у Венеры - 5,2 г/см 3). Масса Венеры составляет 81% от массы нашей планеты. Средний радиус Венеры (6051,5 км) лишь на 5% меньше среднего радиуса Земли (6371 км). Марс почти в два раза меньше Земли. Скромнее по размерам в этой группе ближайшая к Солнцу планета - Меркурий B 439 км). Он находится на среднем расстоянии 0,4 а.е. от центрального светила, Венера - на 0,7 а.е. (расстояние до Земли принято за 1 а.е). Марс расположен в 1,5 раза дальше. Периоды обращения планет вокруг Солнца закономерно увеличиваются с отдалением от него. Быстрее всех, со скоростью 48 км/с, движется Меркурий, совершая оборот за 0,24 земного года. Венера, двигаясь со скоростью 35 км/с, завершает один оборот за 0,62 года, у Земли скорость около 30 км/с, у Марса - 24 км/с. Самый большой эксцентриситет орбиты у Меркурия (0,2), а самый маленький у Венеры (0,01) - её орбита наиболее близка кругу. Наклоны орбит планет к эклиптике меняются незначительно: от 2° у Марса и до 7° у Меркурия.Наклон полярной оси велик лишь у Земли (23°) и Марса (25°), что приводит к смене времён года на этих планетах в отличие от Меркурия и Венеры.

В этой группе планет мало спутников: у Земли - Луна, диаметром 3476 км, у Марса два маленьких спутника Фобос и Деймос, размеры которых менее 30 км. Чем дальше планета находится от Солнца, тем меньше тепла и света она получает, однако, температура на её поверхности зависит также от наличия атмосферы, её состава. На Меркурии практически нет атмосферы, и солнечные лучи беспрепятственно проникают к поверхности; максимальная температура в подсолнечной точке там составляет около 700 К. А вот самая высокая температура наблюдается на поверхности второй от Солнца планеты - Венере, расположенной почти в два раза дальше: её мощная атмосфера из углекислого газа удерживает тепло, сохраняя одинаковую температуру днём и ночью - около 735 К. На Земле максимальная температура в подсолнечной точке достигает 288 К, на Марсе с очень разреженной углекислой атмосферой - лишь 220 К.

По периоду вращения вокруг оси первые две планеты сильно отличаются от Земли и Марса, продолжительность суток на которых очень близка (23,9 часа и 24,6 часа, соответственно). Меркурий вращается в 58 раз, а Венера в 243 раза медленнее, чем Земля. При этом Венера вращается вокруг оси в обратном направлении (по отношению ко всеобщему орбитальному движению)!

Изучение карт рельефа поверхностей всех четырёх планет показало, что перепады высот от самой высокой точки до самой низкой увеличиваются с расстоянием от Солнца: на Меркурии перепад менее 10 км, на Венере - 15 км, на Земле - 20 км (включая океанские впадины), на Марсе - 30 км. По внутреннему строению планеты земной группы мало чем отличаются друг от друга. Они имеют, как правило, ядро, мантию и кору различной толщины. Поверхность Меркурия почти целиком покрыта кратерами, на Венере преобладают холмистые равнины, кратеров там сравнительно мало (в 200 раз меньше, чем на Меркурии), а возвышенности составляют менее 8 % всей поверхности. На Земле преобладают океаны и моря, а на суше - низменности, горные массивы занимают менее 2% площади суши. На Марсе низменности сосредоточены на 35% всей поверхности, кратеров здесь гораздо меньше, чем на возвышенных участках.

Магнитные поля у планет земной группы очень слабые (кроме Земли). На Меркурии оно примерно в сто раз слабее, чем на Земле. У Марса и Венеры оно ещё меньше .

Венера обращается вокруг Солнца в ту же сторону, что и другие планеты, совершая полный оборот за 225 суток. Но вот период её вращения вокруг оси (243 суток) удалось определить лишь в начале 1960-х годов, когда для измерения скоростей вращения планет стали применять методы радиолокации. Из-за того, что она вращается вокруг оси в сторону, противоположную орбитальному движению, солнечные сутки на ней короче времени её полного поворота вокруг оси и составляют 117 земных суток. Год на Венере лишь вдвое больше её суток.

Атмосфера Венеры состоит на 96,5% из углекислого газа и почти на 3,5 % из азота. Другие газы - водяной пар, кислород, окись и двуокись серы, аргон, неон, гелий и криптон - составляют менее 0,1%. (По-своему загадочно отсутствие на Венере воды. Впрочем, выше критической точки 647 К (370° С) вода не может оставаться в жидком виде ни при каком давлении, поэтому вся она оказалась в атмосфере планеты). Однако следует иметь в виду, что венерианская атмосфера намного мощнее нашей, так что азота, например, в пять раз больше по массе, чем на Земле, а это сравнимо с полной массой земных океанов!

Туманная дымка в атмосфере Венеры простирается до высоты 48-49 км. Над ней, до высоты 70 км, идёт облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, а в самых верхних слоях также присутствуют соляная и плавиковая кислоты. Облака, которые мы и видим с Земли, отражают 76 % падающего солнечного света. Вращение облачного слоя происходит в ту же сторону, что и планеты в целом, но значительно быстрее: полный оборот занимает 4-5 земных суток. Скорость ветра на высотах около 60 км достигает 100 м/с, но быстро уменьшается ближе к поверхности, где снижается до 1 м/с, однако, следует помнить, что атмосфера на Венере столь плотна, что лишь в 14 раз уступает плотности воды.

На вершине самых высоких гор Венеры - гор Максвелла (высотой около 11,2 км) - давление атмосферы составляет 45 бар, а на дне каньона Дианы - 119 бар. Как известно, давление земной атмосферы у поверхности - всего 1 бар. Мощная атмосфера, состоящая из углекислого газа, про- пускает к поверхности около 23 % солнечного излучения (на Земле - это 67%). Оно нагревает поверхность планеты, но тепловое инфракрасное излучение проходит сквозь атмосферу с большим трудом. И только когда поверхность нагревается примерно до 730-740 К, уходящий поток энергии оказывается равным поступающему к поверхности. Благодаря такому парниковому эффекту у поверхности Венеры сохраняется высокая температура независимо от широты местности. Но в горах, над которыми толщина атмосферы меньше, температура ниже на несколько десятков градусов.

Каков же цвет неба на Венере? Оказывается, яркий жёлто-зелёный. Но небо вечно затянуто облачной пеленой, хотя и светлое в полдень. (А ночью - конечно, без звёзд! И если судить по высказываниям доктора физико-математических наук Л.В. Ксанфомалити, то мягкий красноватый свет, льющийся на поверхность планеты, исходит от огромного, оранжевого цвета небесного купола с неразличимыми деталями высокого облачного покрова, а низко над горизонтом дымка делает его зеленоватым. - Ред.).

Венеру исследовали более 20 космических аппаратов: «Венеры», «Маринеры», «Пионер-Венеры», «Веги» и «Магеллан». При проектировании первых космических аппаратов для изучения атмосферы и поверхности этой заоблачной планеты учёные ещё не знали, на какое атмосферное давление должны быть рассчитаны приборы. Более того, предполагалось, что там может быть океан. Первые аппараты пролётного типа в начале 1960-х годов показали, что у планеты нет заметного магнитного поля и радиационных поясов. Спускаемые аппараты, оснащённые радиопередатчиками и теплозащитными покрытиями, вначале не могли достичь поверхности в рабочем состоянии, поскольку были рассчитаны на небольшие значения давлений атмосферы.

Космический аппарат «Венера 1» в феврале 1961 г. пролетел на расстоянии около 100 тыс. км от планеты и вышел на околосолнечную орбиту. «Маринер 2» в августе 1962 г. зарегистрировал высокую плотность атмосферы и высокую температуру поверхности. Спускаемый аппарат «Венера 3» впервые осуществил вход в атмосферу Венеры. В июне 1967 г. почти одновременно были запущены «Венера 4» и «Маринер 5». Первый из них был рассчитан на максимальное давление всего в 7 раз большее, чем давление у поверхности Земли, поэтому аппарат был разрушен на высоте 23 км над поверхностью Венеры. Но именно он впервые установил состав её атмосферы. Кроме того, данные измерений «Венеры 4» учёные сравнили с результатами измерений «Маринера 5» и определили, что давление у поверхности составляет около 100 атм. Более глубоких слоев достигли «Венера 5» и «Венера 6».

Спускаемый аппарат «Венера 7» был первым, достигшим поверхности. Он передал данные о составе атмосферы, температуре различных её слоев и поверхности, а также о давлении в 90 земных атмосфер. «Венера 9» и «Венера 10» в октябре 1975 г. осуществили мягкую посадку на освещенной стороне планеты на расстоянии 2200 км друг от друга и передали на Землю первые снимки поверхности с мест посадок (рис. 1). На панораме видно множество камней от самых маленьких до метрового размера и рыхлый грунт между ними. Поскольку приборы показали, что аппарат находится на крутом склоне в 30°, можно было предположить, что сфотографирован участок каменистой осыпи у подножия разрушающейся горы. На основе этих панорам учёные пришли к выводу о тектонической активности коры планеты.

Рис. 1. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 9», работавшего в течение 53 минут 22 октября 1975 г. На снимке преобладают угловатые и выветренные породы поперечником 30-40 см

Американский аппарат «Пионер-Венера 1» в 1978 г. выполнил детальные исследования окружающего пространства и радиолокационное зондирование, благодаря которому была составлена первая подробная карта рельефа поверхности планеты. С аппарата «Пионер-Венера 2» были сброшены четыре устройства для спуска в атмосфере на дневной и ночной стороне и для передачи информации ещё до падения на планету. Одно из них выдержало удар и передавало данные с поверхности в течение 67 мин. На поверхности был обнаружен толстый слой пыли, осаждавшейся в течение 15 мин. после посадки. В этом же году мягкую посадку на поверхность совершили «Венера 11» и «Венера 12» на расстоянии 800 км друг от друга. Первый зарегистрировал 25 ударов молний в секунду, а второй - около тысячи разрядов.

Данные о химическом составе пород впервые были получены в месте посадки аппаратов «Венера 13» и «Венера 14» в 1982 г. с помощью специальных грунтозаборных устройств. Результаты анализов, выполненных автоматами, были переданы на Землю, и учёные нашли, что они сопоставимы с земными базальтами, встречающимися в глубоководных впадинах океанов. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов. На цветных панорамах с мест посадок этих станций можно было рассмотреть детали размером до 5 мм (рис.2)!

Рис.2. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 13», работавшего в течение 2 часов 1 марта 1982 г. Внизу снимка видна часть аппарата и крышка от камеры

Раздробленный грунт состоит из мелких частиц и камешков размером до 5 см. Каменные плиты, протяжённостью от 0,5 до 2 м, по-видимому, являются выходами древних скальных пород со следами выветривания. На переднем плане панорамы видна опора аппарата. Расстояние между зубцами опоры составляет 50 мм, а размер крышки от камеры, находящейся рядом с опорой, - 19 х12 см. Спускаемый аппарат «Венера 13» находился на равнине, в отличие от «Венеры 9».

Увидеть глобальные особенности рельефа большей части поверхности Венеры учёные смогли благодаря радиолокационному зондированию с аппаратов «Пионер-Венера» (1978 г.), «Венера 15», «Венера 16» (1983-1984 гг.) и «Магеллан» (1990-1994 гг.). Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причём с меньшим разрешением деталей, чем на космических аппаратах. «Магеллан» получил фотографии всей поверхности с разрешением в 300 м.

Именно тогда выяснилось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами. Все заметные детали поверхности получили свои имена. На первых наземных радиолокационных изображениях отдельных участков поверхности Венеры исследователи использовали различные названия, из которых на картах остались горы Максвелла (название отражает роль радиофизики в исследованиях Венеры), области Альфа и Бета (две наиболее яркие в радиолокационных изображениях детали рельефа названы по первым буквам греческого алфавита). Эти названия являются исключениями из правил, принятых Международным астрономическим союзом: деталям рельефа поверхности Венеры давать только женские имена! Ведь вторая от Солнца планета поименована в честь античной богини любви и красоты Афродиты (Венеры - у римлян). В результате, крупные возвышенные области - это Земля Афродиты, Земля Иштар (в честь ассрийской богини любви и Афродиты красоты) и Земля Лады (славянская богиня любви и красоты). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин всех времён и народов, а небольшие носят личные женские имена. На картах Венеры можно встретить такие названия, как Клеопатра (последняя царица Египта), Дашкова (директор Петербургской академии наук), Ахматова (русская поэтесса). Из русских имён встречаются: Антонина, Галина, Зина, Зоя, Лена, Маша и другие.

Рельеф горных районов Венеры довольно сложен. В области Земли Иштар находится обширное высокогорное плато Лакшми вулканического происхождения, расположенное на высоте 3-4 км. Оно в два раза больше Тибета. Плато с востока окружают горы Максвелла, а с севера - горы Фреи и горы Акны. На плато имеются две крупные вулканические кальдеры поперечником 100 и 160 км. Земля Афродиты, площадь которой близка к площади Африки, расположена в приэкваториальной области. Самая высокая часть её достигает 5 км. Большое число ярких в радиодиапазоне кольцевых структур можно видеть как раз в этой области. На южной окраине Земли Афродиты - каньон Артемиды диаметром 2600 км, а на восточной окраине - каньон Дианы.

Область Бета, высотой до 5 км, вероятно, представляет собой щитовой вулкан, состоящий из горы Реи и горы Теи. Следы лавовых потоков простираются на большие расстояния. Предполагается, что именно в этом районе могут находиться действующие вулканы, и их массив - один из крупнейших в Солнечной системе.

Кратеров на Венере обнаружено более 900, то есть их средняя плотность составляет два образования на площади в 1 млн. км 2 , в то время как на Луне - 392 кратера. Причём на поверхности планеты не выявлено кратеров поперечником менее 1,5 км, и объясняется это тем, что атмосфера Венеры просто не пропускает мелкие метеориты. Цветная иллюстрация (на 4-й стр. обложки) отражает редкую картину, когда три крупных кратера расположены рядом. Это место обычно называют «кратерная ферма».

Тот факт, что на Венере мало кратеров, свидетельствует, что её поверхность претерпела обновление в недавнем прошлом: средний возраст поверхности оценивается всего в 500 млн. лет. Плантологи уверены, тогда произошла глобальная геологическая катастрофа, но что было причиной тех событий - неизвестно. Здесь обнаружено множество вулканов высотой 1-6 км, возможно, некоторые из них извергаются и в настоящее время (рис.3). Выявлено около 150 крупных вулканов диаметром более 100 км. Большинство имеют небольшие размеры - менее 20 км в поперечнике. Их десятки тысяч. Всё это свидетельствует о наличии огромных резервуаров лавы под поверхностью планеты. Многочисленные гряды, напоминающие срединно-океанические хребты Земли, простираются с севера на юг на сотни и тысячи километров. Им даны имена богинь. Для названий равнин используются женские мифологические персонажи. Например: равнина Елены (из-за Прекрасной Елены началась Троянская война), равнина Снегурочки, равнина Бабы-яги...

Изображения, полученные космическим аппаратом «Магеллан», содержат и уникальные формы рельефа. Например, 7 крупных холмов, размером около 25 км и высотой до 1 км, расположенные вблизи области Альфа, представляют собой очень толстые и медленно растекавшиеся лавовые потоки. Их называют «вулканы-блины».

Необычные формы рельефа, представляющие собой пересечение хребтов и долин, похожие на паркет, назвали «тессерами». Это самые древние участки поверхности планеты, возраст которых оценивается в 1 млрд. лет. Крупные депрессии (понижения) овальной формы с приподнятой центральной частью, окружённые валами - «венцы», также непохожи на формы рельефа, встречающиеся на других планетах. Венцы по-видимому образовались в результате активных потоков вещества в мантии. Свои имена они получили в честь богинь плодородия, урожая, цветов.

Надо сказать, что поверхность Венеры покрыта сетью из неправильной формы шестигранников площадью 100 кв. м; возникла такая трещиноватость из-за колебаний температуры поверхности в 200° в течение длительного времени.

Рис. 3. Трёхмерное компьютерное изображение вулкана Сапфо на Венере высотой 1,5 км и поперечником 400 км, построенное на основе снимков «Магеллана». Вертикальный масштаб в двадцать раз больше горизонтального

Гравитационные измерения «Магеллана» показали, что кора Венеры более прочная и толстая, чем это считалось раньше. У планеты железное ядро радиусом 3000 км и мантия из расплавленных горных пород, занимающая большую часть планеты. Имеются некоторые свидетельства складчатости и увеличения в объёме поверхности Венеры, а также недавних вулканических потоков. Однако на Венере нет признаков тектоники плит, которой мы наделяем Землю.

В заключение важно отметить следующее. Нашему поколению предоставлена уникальная возможность наблюдать крайне редкое явление - прохождение Венеры по диску Солнца дважды в своей жизни: 8 июня 2004 г. и 5-6 июня 2012 г . В 1761 г. М.В. Ломоносов, наблюдая это явление, обнаружил, что в момент контакта с Солнцем вокруг противоположного края планеты вспыхнул яркий ободок, и учёный сделал правильный вывод о том, что Венера окружена плотной атмосферой. Не исключено, что и в этот раз Венера выдаст ещё одну свою тайну...

Дополнение от редакции

Последний раз прохождение Венеры произошло 122 года тому назад. Если событие 2004 г. наблюдалось от начала и до конца почти по всей территории России, то ему парное в 2012 г. будет лучше видно на востоке страны. Причина прохождения планеты по диску Солнца, как и в случае с солнечными затмениями, кроется в том, что один из двух узлов пересечения плоскости орбиты планеты с плоскостью земной орбиты (эклиптикой) оказывается на или вблизи линии Земля-Солнце. Если прохождения Меркурия наблюдаются часто - в среднем 14 раз в столетие, то Венеры - не более двух раз, чередуясь в современную эпоху через 105,5, затем 8 лет, через 121,5 года и опять 8 лет, вновь через 105,5 года и т.д. Следующее парное путешествие нашей соседки по диску светила произойдёт в 2117 г.

В дальнейшем прохождения будут чередоваться с периодом 243 года, так как Венера в момент одного из парных соединений с Солнцем окажется на достаточном удалении от узла и уже не будет проецироваться на его диск; тогда единственное прохождение Венеры по диску Солнца станет центральным и достигнет максимальной длительности - 8,6 часа («Звездочёт» №9, 10/2000). Любопытно, на наш взгляд, важное числовое совпадение: 243 суток - период вращения Венеры вокруг оси, 243 года - интервал между последующими прохождениями планеты через линию Земля - Солнце. Само по себе сочетание цифр 2,3,4 эзотерически исключительно значимо и часто встречается в природных ритмах. Так что и с этой точки зрения наше время - особенное.

Примечание

См. «Дельфис» №1(37)/2004.

Немагнитная планета Венера имеет магнитосферу, как и планеты, обладающие собственным магнитным полем, но эта магнитосфера - наведённая, индуцированная. По-видимому, магнитосфероподобные образования распространены во Вселенной, и они могут возникать как у тел и систем, имеющих собственное магнитное поле, так и у лишённых его, например, у комет. - Прим. ред. (по материалам научной печати).

Причину несходства составов атмосфер Земли и Венеры учёные видят в разных путях эволюции планет. Возможно, именно с особенностями эволюции Венеры связана её нынешняя бедность водой. Не проходит ли между орбитами этих планет граница удержания льда и воды в частицах былого протопланетного облака? Такие вопросы задают учёные, пытаясь выяснить причину необычной сухости атмосферы Венеры, почти что отсутствию на ней воды (см.: Ксанфомалити Л.В. Парад планет. М., Наука, 1997). - Прим. ред.

С помощью инструмента HARPS Европейской южной обсерватории (ESO) международная команда астрономов открыла землеподобную планету с умеренными температурными условиями на расстоянии всего 11 световых лет от Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Ближайшая экзопланета с земным климатом

Новый мир получил обозначение Ross 128 b. После Proxima b это вторая по близости к нам землеподобная планета и самая близкая из тех, что вращаются вокруг неактивной красной карликовой звезды.

Маломассивная Ross 128 b проживает в системе самой «спокойной» из соседних звезд , благодаря чему температурные условия на ней должны быть умеренными и температура ее поверхности, возможно, близка к температуре поверхности Земли.

«Это открытие стало результатом более чем десятилетнего интенсивного мониторинга с приемником HARPS в сочетании с современными методами обработки и анализа данных», – рассказывает Николя Астудильо-Дефру, один из авторов открытия из Женевского университета в Швейцарии.

Экзопланета Ross 128 b в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser

Полученные данные указывают на то, что Ross 128 b находится в 20 раз ближе к своей материнской звезде, чем Земля к Солнцу (год на экзопланете длится 9,9 земных дней). Но так как ее звезда – тусклый и холодный красный карлик с температурой поверхности почти вдвое ниже солнечной, планета получает всего в 1,38 раз больше энергии, чем Земля получает от Солнца.

Согласно расчетам температура на поверхности Ross 128 b лежит в пределах от -60°C до +20°C. Однако на данный момент исследователям не удалось точно определить, вращается ли Ross 128 b внутри, снаружи или на границе обитаемой зоны.

Обитаемость миров у красных карликов

Красные карлики относятся к наиболее холодным и слабым звездам во Вселенной. Это делает их очень привлекательными объектами для поиска экзопланет, и они исследуются все чаще и подробнее. У таких звезд легче обнаружить маленькие холодные миры, похожие на Землю, чем у звезд типа Солнца.

На многих красных карликах периодически происходят , во время которых их планеты подвергаются жесткому ультрафиолетовому и рентгеновскому облучению, но Ross 128 гораздо более спокойная звезда, и поэтому ее планета является ближайшей к нам, на которой возможна жизнь.

Ross 128 b – наш сосед через 79 000 лет

Сейчас до звезды Ross 128 примерно 11 световых лет, но она движется в нашу сторону, и через 79 000 лет (в космических масштабах это просто мгновение) именно она станет нашей ближайшей космической соседкой, а планета Ross 128 b, а не , будет ближайшей к Земле экзопланетой!

Изучение атмосфер

В последнее время астрономы открывают все больше и больше экзопланет с умеренной температурой поверхности, и следующей стадией их изучения должно стать подробное исследование структуры и химического состава их атмосфер.

Гигантским шагом вперед на к пути этому стало бы обнаружение в атмосферах ближайших к нам экзопланет биомаркеров (например, кислорода), и ученые очень надеются, что этот шаг будет сделан строящимся сейчас в ESO (ELT), одной из первых наблюдательных целей которого станет Ross 128 b.

Каждый год исследователи космоса находят при помощи телескопов большое количество экзопланет, большая их часть – безжизненные каменные массы, которые находятся у дальних и неизученных звезд. Однако, можно обнаружить и довольно интересные экземпляры, происхождение и особенности которых не могут порой объяснить астрофизики. Эти экзопланеты земного типа, то есть они очень похожи на нашу планету, однако по большей части не пригодны для жизни.

В 2016 году астрофизики Европейской южной обсерватории нашли и подтвердили наличие землеподобной планеты, которая обращается около Проксимы Центавра (самая близкая к нашей Солнечной системе звезда). Они обнаружили, что Поксима b двигается в обитаемой зоне Проксимы Центавра. С того момента провели много исследований и разобрали множество сценариев. Ее назвали условно обитаемой, из-за предположительно положительных вариантов жизненного цикла планеты.

Так, при помощи определенного климатического ПО, научный коллектив с руководителем Энтони Д. Дель Джинио из Института исследований космоса им. Годдарда НАСА в США допустили, что планета мигрировала с окраин системы, где была в тот момент, когда родительская звезда формировала вспышки высокой мощности на близкие окрестности. А возможно, у планеты было на поверхности много воды, которая была потеряна до 90% из-за мощной радиации родной звезды, однако определенное количество воды все же сохранилось для возможности существования жизни.

Во время исследования специалисты использовали модель динамического океана, это позволило расширить возможные сценарии, по которым планета может быть обитаемой. На данный момент ученые допускают, что и Проксима b, и другие экзопланеты, которые обращаются вокруг карликов спектрального класса М, могут быть обитаемыми, даже при условии высокой активности родительских звезд.

«Суперземлю» — похожую на планету «Вулкан», родину персонажа киновселенной «Звездных воинов» Мистера Спока, ученые обнаружили недавно. Она, как и по сценарию фильма, входит в тройную звездную систему. Одной планетой этой системы является 40 Эдриан, обнаруженный раньше всех. Там же есть солнцеподобная звезда и эта загадочная планета. Она подобна Земле, но масса ее в 8 раз больше. Совершает полный оборот вокруг звезды за 42 земных дня.

Температура на «суперземле» выше, чем на нашей планете, однако, она все равно пригодная для жизни. На «Вулкане» вполне может существовать и расцветать цивилизация. Звезда этой планеты очень схожа характером и уровнями магнитной и вспышечной активности на наше Солнце. Ученые планируют и дальше следить за «Вулканом», чтобы понять, есть ли на нем жизнь.

Кеплер-16b – планета, настоящий аналог планеты Татуин из популярной киноленты «Звездные воины». Подобное название было дано потому, что она одна из малого количества экзопланет, обнаруженных учеными, которая вращается вокруг двойной звездной системы. Ее размер в 105 раз превышает размер Земли, а радиус в 8,5 раз больше. Ее атмосфера содержит в себе водород, метан и малое количество гелия. Находится Кеплер-16b в 200 с.л. от Земли и полностью оборачивается вокруг двух ее звезд за 627 дней по меркам нашей планеты. Это планета имеет вид Татуина, но не в состоянии поддержать жизнь.

Экзопланеты земного типа с крайне низкой и наиболее высокой температурами

OGLE-2016-BLG-1195Lb, или по-другому Ледяная планета, особенна тем, что показатели температуры могут изменяться с -220 до -186 *С. Она находится на расстоянии в 13 тыс. световых лет от нашей Солнечной системы. Ее обнаружили при помощи микролинзирования, она передвигалась около своей звезды, и кратковременно у нее снизилась яркость. Считается, что она состоит из воды. При должном технологическом оснащении в будущем ученые смогут понять, может ли там быть жизнь.

Кеплер-10b – самая маленькая из найденных экзопланет, и предполагается, что на ее поверхности находятся океаны жидкой лавы. Находится в 560 с.л. от нашей планеты. Это первая каменная планета, найденная за Солнечной системой. Температура на поверхности достигает 1400 *С. То есть, порода поверхности плавится, заполняет большие участки и образует океаны лавы. У нее высокая структурная плотность, а потому предполагается, что в Кеплер-10b есть очень много железа, потому горячая лава ярко красная.

KELT-9b – эта планета считается наиболее горячей экзопланетой среди тех, которые были обнаружены. Ее температура такая высокая, что она выжигает собственную массу. Расположена на расстоянии 650 световых лет и всегда повернута определенной стороной к ее звезде. Ее размер в 3 раза превышает Юпитер, это газовый гигант, температуру зафиксировали в 4315 *С. Для сравнения, у Солнца температура поверхности составляет 5505 *C. Ученые предполагают, что вскоре она исчезнет, полностью выгорая.

Экзопланеты земного типа, пригодные для жизни и очень на нее похожие

GJ 1214b – это планета воды, ее размер в 3 раза превысил размер Земли. Расположена она в 42 световых годах от Солнечной системы. Для сравнения, вся вода на Земле занимает лишь 0,05% массы планеты, а у GJ 1214b масса воды составляет 10% от целой ее массы. По мнению ученых, на этой планете находятся океаны глубиной до 1600 км. В толще воды этой планеты могут скрываться миллионы существ.

TrES-2b – это наиболее темная планета из всех найденных экзопланет. Она может отражать меньше 1% света своей звезды, достигающего ее. Ее обнаружили совершенно случайно, ведь она черная, как уголь. Расположена в 750 с.л. от Солнечной системы. Атмосфера планеты содержит в себе испаренный натрий, калий, оксид титана. Это может быть причиной ее отражательной способности. Однако в реальности объяснить такое явление не возможно, и даже если цивилизация на ней есть, такая особенность не позволит ее обнаружить.

Экзопланеты земного типа с необычными явлениями, оставшиеся загадкой для ученых

55 Рака е – планета, определенная сторона которой всегда находится повернутой к своей звезде, а потому вода на поверхности планеты находится одновременно в жидком виде и в виде газа. 55 Рака е расположена в 25 раз ближе к родной звезде, чем Меркурий к Солнцу, а полный оборот совершается за 18 часов. Масса планеты превышает земную в 7,8 раз, а радиус в 2 раза.

На найденной планете CoRoT-7b идет каменный снег. Температура одной поверхности, обращенной всегда к звезде, в среднем составила 2200 *С, а вот противоположной – -210 *С. Лава на повернутой части нагревается, выпаривается, что приводит к образованию массивных каменных облаков, конденсирующихся на противоположной стороне, в результате чего на поверхность осыпаются валуны.

HD 189733b – планета находится в 63 с.л. от Земли. На этой экзопланете скорость ветра достигает 8700 км/ч, и частицы из горячего стекла, которые производятся атмосферой из диоксида кремния, не падают на поверхность, а летят горизонтально во все стороны, разрезая при этом все, что попадается на пути, а потом падают на поверхность планеты.

PSR J1719-1438 b – планета алмазов. Расположена в 4 тыс. с.л. от Солнечной системы. Она в 5 раз по диаметру больше Земли. Мощная гравитационная сила и определенное давление превратили планету в цельный огромный алмаз.