Мы стоим на краю следующего этапа открытия планеты. Планеты с массой Земли сегодня недосягаемы, но в настоящее время обнаруживается новый класс планет супер-Земли, и с появлением следующего поколения наземных и космических телескопов их будет больше. Возможно, самое интересное исследование будет в атмосферах этих планет.
Супер Земли могут иметь массу, в 10 раз превышающую массу Земли, но с твердой поверхностью и жидкой водой они вполне могут быть обитаемыми. В недавнем выступлении Элизы Миллер-Риччи из Гарвардского университета на 213-м заседании Американского астрономического общества обсуждались виды атмосфер, которые астрономы могут увидеть, когда эти суперземли начинают подниматься. Хотя интерес с научной точки зрения - геологическое выделение газа, свидетельство тектоники плит, а также толщины или толщины атмосферы, наиболее интересным будет вопрос: могут ли суперземные планеты поддерживать жизнь?
Чтобы иметь жизнь, как мы ее понимаем, суперземным планетам (подобно обычным планетам Земли) необходимо иметь жидкую воду на своей поверхности, а для этого требуется определенный температурный диапазон - зона обитания родительской звезды. Как мы видим в нашей собственной Солнечной системе, атмосфера планеты помогает регулировать ее температуру; Венера обладает плотной атмосферой и достаточно горячей, чтобы плавить свинец, в то время как Земля имеет хорошую температуру, позволяющую жидкой воде образовываться на ее поверхности. У Марса тонкая атмосфера и очень холодно. Важна не только толщина атмосферы, но и то, что в ней: углекислый газ, вода и т. Д.
Планеты большой массы, такие как Юпитер, в основном образованы из водорода. Земные планеты с малой массой, такие как Земля, не могут удерживать свой водород, и он улетает в космос в течение ранней истории планеты. Но эти суперземли могли бы удерживать свой водород. Вместо атмосферы с низким содержанием водорода, такой как Земля, у них может быть атмосфера с большим количеством воды. А вода является мощным парниковым газом - следовые количества водяного пара в атмосфере Земли составляют 60% нашего парникового эффекта, поддерживая планету теплой и пригодной для жизни.
Я спросил Миллера-Риччи о том, какое влияние окажет большое количество водорода на атмосферу суперземной планеты. У нас есть вода здесь на Земле, но очень мало в атмосфере. Водяной пар является мощным парниковым газом и поможет определить температуру планеты. «Количество водорода в атмосфере суперземли значительно повлияет на ее обитаемую зону. Это действительно важный вопрос, это то, на что мы смотрим дальше ».
Текущие миссии могут обнаруживать супер-Земли, используя метод транзита, когда планета тускнеет от своей родительской звезды, когда она проходит впереди. Вычитая химическую сигнатуру, когда планета проходит позади звезды, астрономы могут определить ее атмосферу.
Нахождение суперземель находится на пределе возможностей современных телескопов, но вскоре появятся более мощные инструменты. Миссия НАСА «Кеплер», стартовавшая в апреле 2009 года, обнаружит еще больше супер-планет, чем это было найдено. Но космические телескопы следующего поколения, такие как космический телескоп Джеймса Вебба НАСА, позволят астрономам напрямую получать изображения атмосферы этих планет.
