Изображение предоставлено NASA
Вокруг далеких звезд уже обнаружено более 100 планетных систем. К сожалению, ограничения современной технологии означают, что только гигантские планеты (такие как Юпитер) до сих пор были обнаружены, и меньшие, скалистые планеты, подобные Земле, остаются вне поля зрения.
Сколько известных экзопланетных систем может содержать обитаемые планеты земного типа? Возможно, половина из них, по словам команды из Открытого университета во главе с профессором Барри Джонсом, который сегодня будет описывать свои результаты на Национальной астрономической встрече РАН в Милтон-Кинсе.
Используя компьютерное моделирование известных экзопланетных систем, группа смогла рассчитать вероятность существования любых «Земель» в так называемой обитаемой зоне - диапазоне расстояний от каждой центральной звезды, где жизнь, как мы знаем, могла бы выжить. Обычно известный как зона «Златовласка», этот регион не был бы ни слишком горячим для жидкой воды, ни слишком холодным.
Запуская «Земли» (с массами от 0,1 до 10 масс нашей Земли) на различные орбиты обитаемой зоны и следуя их прогрессу в компьютерной модели, было обнаружено, что маленькие планеты страдают различными судьбами. В некоторых системах близость одной или нескольких планет, подобных Юпитеру, приводит к гравитационному выбросу «Земли» из любой точки обитаемой зоны. Однако в других случаях в некоторых частях обитаемой зоны существуют безопасные районы, а в остальном вся зона является безопасным районом.
Девять из известных экзопланетных систем были детально исследованы с использованием этой методики, что позволило команде вывести основные правила, которые определяют пригодность для жизни оставшихся девяносто или около того систем.
Анализ показывает, что около половины известных экзопланетных систем может иметь «Землю», которая в настоящее время находится на орбите по крайней мере в части обитаемой зоны и которая находится в этой зоне по крайней мере один миллиард лет. Этот период времени был выбран, так как считается, что это минимум, необходимый для возникновения и утверждения жизни.
Кроме того, модели показывают, что жизнь может развиваться в какое-то время примерно в двух третях систем, поскольку обитаемая зона перемещается наружу по мере старения центральной звезды и становится более активной.
Обитаемые луны
Другой аспект этой проблемы изучает аспирант Дэвид Андервуд, который изучает возможность того, что спутники размером с Землю, вращающиеся вокруг планет-гигантов, могут поддерживать жизнь. Плакат с изложением возможностей будет представлен на Всероссийском астрономическом совещании РАН.
Все обнаруженные до сих пор планеты имеют массу, подобную Юпитеру, самой большой планете в нашей Солнечной системе. Так же, как на Юпитере четыре луны размером с планету, планеты-гиганты вокруг других звезд также могут иметь обширные спутниковые системы, возможно, с лунами, по размеру и массе схожими с Землей.
Жизнь, которую мы знаем, не может развиваться на газообразной, гигантской планете. Тем не менее, он мог бы выжить на спутниках размером с Землю, вращающихся вокруг такой планеты, если гигант находится в обитаемой зоне.
Чтобы определить, какой из газовых гигантов, расположенных в обитаемых зонах, мог бы обладать дружественной для жизни луной, компьютерные модели ищут системы, где орбиты спутников размером с Землю были бы устойчивыми и ограничивались бы в обитаемой зоне по крайней мере на один миллиард годы, необходимые для возникновения жизни.
Метод команды OU, позволяющий определить, могут ли какие-либо предполагаемые спутники "Земли" или спутники размером с Землю в пригодных для жизни зонах предлагать подходящие условия для развития жизни, может быть быстро применен к любым планетным системам, которые были недавно объявлены. Дальнейшему поиску «Земли» и внеземной жизни также следует помогать, заранее определив системы, наиболее подходящие для обитаемых миров.
Предсказания, сделанные с помощью моделирования, будут иметь практическую ценность в предстоящие годы, когда приборы следующего поколения смогут искать атмосферные признаки жизни, такие как большое количество кислорода, на спутниках «Земли» и размером с Землю.
Фон
В настоящее время существует 105 известных планетных систем, отличных от нашей, с 120 планетами, подобными Юпитеру, вращающимися вокруг них. Две из этих систем содержат три известные планеты, 11 содержат две, а остальные 92 имеют одну. Все, кроме одной из этих планет, были обнаружены благодаря их влиянию на движение их родительских звезд в небе, что заставляет их регулярно колебаться. Степень этих колебаний может быть определена на основе информации, получаемой от звезд. Оставшаяся планета была обнаружена в результате легкого затемнения звездного света, вызванного ее регулярным прохождением через диск родительской звезды.
Будущие открытия, вероятно, будут содержать более высокую долю систем, которые напоминают нашу Солнечную систему, где планеты-гиганты вращаются на безопасном расстоянии за пределами обитаемой зоны. Поэтому доля систем, которые могут иметь обитаемые «Земли», вероятно, возрастет. К середине следующего десятилетия космические телескопы должны быть способны видеть любые «Земли» и исследовать их, чтобы определить, пригодны ли они для обитания и действительно ли они поддерживают жизнь.
Первоначальный источник: выпуск новостей РАН
