В последние несколько десятилетий произошел взрыв количества открытых солнечных планет. По состоянию на 1 апреля 2018 года в общей сложности 3758 экзопланеты были подтверждены в 2808 системах с 627 системами, имеющими более одной планеты. В дополнение к расширению наших знаний о Вселенной, целью этого поиска было найти доказательства жизни за пределами нашей Солнечной системы.
В процессе поиска пригодных для жизни планет астрономы использовали Землю в качестве руководящего примера. Но узнаем ли мы действительно «подобную Земле» планету, если увидим ее? Этот вопрос был рассмотрен в недавней статье двумя профессорами, один из которых - охотник за экзопланетами, а другой - специалист по науке о Земле и астробиологии. Вместе они учитывают, какие достижения (прошлые и будущие) будут ключевыми для поиска Земли 2.0.
Газета под названием «Земля как экзопланета» недавно появилась в Интернете. Исследование было проведено Тайлером Д. Робинсоном, бывшим докторантом НАСА и доцентом Университета Северной Аризоны, и Кристофером Т. Рейнхардом - доцентом Школы исследований Земли и атмосферы Технологического института Джорджии.
Ради своего исследования Робинсон и Рейнхард сосредотачиваются на том, как охота на обитаемые и обитаемые планеты за пределами нашей Солнечной системы обычно фокусируется на земных аналогах. Этого следовало ожидать, поскольку Земля - единственная известная нам планета, которая может поддерживать жизнь. Как профессор Робинсон сказал Space Magazine по электронной почте:
«Земля есть - сейчас! - наш единственный пример обитаемого и обитаемого мира. Таким образом, когда кто-то спрашивает: «Как будет выглядеть обитаемая экзопланета?» или «Как будет выглядеть живая экзопланета?», наш лучший вариант - указать на Землю и сказать: «Может быть, это будет выглядеть примерно так». Хотя многие исследования выдвинули гипотезу о других обитаемых планетах (например, покрытых водой суперземлях), нашим главным примером полностью функционирующей обитаемой планеты всегда будет Земля ».
Поэтому авторы рассматривают, как наблюдения, сделанные космическими аппаратами Солнечной системы, привели к разработке подходов для обнаружения признаков обитаемости и жизни в других мирах. К ним относятся Пионер 10 а также11 миссии и Вояджер 1 а также2 космический корабль, который проводил облет многих тел Солнечной системы в течение 1970-х годов.
Эти миссии, в которых проводились исследования планет и лун Солнечной системы с использованием фотометрии и спектроскопии, позволили ученым многое узнать об химии и составе атмосферы этих тел, а также о метеорологических закономерностях и химии. Последующие миссии добавили к этому, раскрыв ключевые детали о поверхностных деталях и геологической эволюции планет и спутников Солнца.
В дополнение Галилео Зонд проводил облет Земли в декабре 1990 и 1992 годов, что дало ученым-планетаторам первую возможность проанализировать нашу планету, используя те же инструменты и методы, которые ранее применялись во всей Солнечной системе. Это было также Вояджер 1 зонд, который сделал отдаленное изображение Земли, которое Карл Саган назвал фотографией «Бледно-голубая точка».
Однако они также отмечают, что атмосфера Земли и ее поверхность значительно изменились за последние 4,5 миллиарда лет назад. Фактически, согласно различным атмосферным и геологическим моделям, Земля в прошлом напоминала многие среды, которые по современным стандартам считались бы «чужеродными». К ним относятся многие ледниковые периоды Земли и самые ранние эпохи, когда первичная атмосфера Земли была продуктом вулканического выброса газа.
Как объяснил профессор Робинсон, это представляет некоторые сложности, когда дело доходит до поиска других примеров «бледно-голубых точек»:
«Ключевым осложнением является осторожность, чтобы не попасть в ловушку, думая, что Земля всегда появлялась так, как сегодня. Таким образом, наша планета действительно предлагает огромное количество вариантов того, как может выглядеть обитаемая и / или обитаемая планета ».
Другими словами, наша охота за аналогами Земли может выявить множество миров, которые «похожи на Землю», в том смысле, что они напоминают предыдущий (или будущий) геологический период Земли. К ним относятся «снежные комья Земли», которые будут покрыты ледниковыми покровами (но все еще могут быть жизнеспособными), или даже то, как Земля выглядела во времена Хадейского или Архейского Эонов, когда кислородный фотосинтез еще не состоялся.
Это также будет иметь значение, когда речь заходит о том, какие виды жизни могли бы существовать там. Например, если планета еще молода и ее атмосфера все еще находится в своем первоначальном состоянии, жизнь может быть строго в микробной форме. Однако, если бы планете было миллиарды лет и в межледниковый период, более сложные формы жизни могли развиваться и бродить по Земле.
Робинсон и Рейнхард продолжают думать о том, какие будущие разработки помогут в определении «бледно-голубых точек». К ним относятся телескопы следующего поколения, такие как Космический телескоп Джеймса Вебба (JWST) - планируется к развертыванию в 2020 году - и Инфракрасный широкоугольный телескоп (WFIRST), который в настоящее время находится в стадии разработки. Другие технологии включают в себя такие концепции, как Starshade, который предназначен для устранения бликов звезд, чтобы можно было непосредственно отображать экзопланеты.
«Определение истинных бледно-голубых точек - покрытых водой земных миров в обитаемой зоне звезд, похожих на Солнце, - потребует улучшения нашей способности« непосредственно изображать »экзопланеты», - сказал Робинсон. «Здесь вы используете либо оптику внутри телескопа, либо футуристический звук« звездной тени », летящий за пределы телескопа, чтобы погасить свет яркой звезды, что позволит вам увидеть слабую планету, вращающуюся вокруг этой звезды. Ряд различных исследовательских групп, в том числе в центрах НАСА, работают над совершенствованием этих технологий ».
Как только астрономы смогут получать изображения каменистых экзопланет напрямую, они наконец смогут детально изучить их атмосферу и наложить более точные ограничения на их потенциальную пригодность для жизни. Кроме того, может наступить день, когда мы сможем получать изображения поверхностей этих планет либо с помощью чрезвычайно чувствительных телескопов, либо с помощью космических кораблей (таких как Project Starshot).
Найдем ли мы еще одну «Бледно-голубую точку» или нет, еще неизвестно. Но в ближайшие годы мы можем, наконец, получить хорошее представление о том, насколько распространенным (или редким) является наш мир.
