Сестрички Терры

На что мы обычно обращаем внимание, когда планируем переезд? Насколько далеко новая квартира от метро и остановок, выходят ли окна на солнечную сторону, вся ли техника в наличии и все ли в порядке с отоплением… А если переезд планируется на более глобальном уровне? Скажем, на другую планету. В таком случае учитывается все то же: лишь бы потеплее, посветлее и не слишком далеко.

Чтобы быть пригодной для жизни, планете нужно не очень-то и много: находиться в пределах обитаемой зоны звезды, иметь примерно ту же массу и температуру, что и Земля, и похожий климат. Такие планеты называют Twin Earth или Earth Analog, то есть «двойниками Земли», и астрономы исследуют самые дальние уголки Вселенной, чтобы найти как можно больше близняшек нашей космической родины.

Ищут, в основном, экзопланеты – те, которые находятся за пределами Солнечной системы, потому что в нашей уже ловить нечего (ну, кроме Марса). Точное общее количество двойников пока неизвестно, а согласно гипотезе уникальной Земли, их вообще может не быть. Но люди не отчаиваются и продолжают поиски. По большей части этим занята миссия Кеплера, а в будущем присоединятся и другие обсерватории. «Кеплер» – это космический комплекс NASA, в который включен орбитальный телескоп со сверхчувствительным фотометром, созданный именно для поиска экзопланет. Обсерватория может одновременно наблюдать более чем за 100 тыс. звезд. По изменениям их яркости, причина которым – прохождение планеты перед звездой, телескоп и находит двойников.

Как ученые используют кривые света далеких звезд, чтобы искать планеты за пределами Солнечной системы. Падение кривой света, как здесь, отчетливо показывает, что у наблюдаемой звезды есть планета. Фото: NASA Ames, jpl.nasa.gov

Чтобы определить, насколько нам подходит экзопланета, существует индекс подобия Земле (Earth Similarity Index, ESI). Его разработала международная команда астрономов, планетологов, биологов и химиков в Лаборатории жизнепригодности планет при Университете Пуэрто-Рико. Индекс включает в себя несколько критериев: удаленность от обитаемой зоны, ее состав и атмосфера, планетный класс, физическое сходство с Землей, размер, масса, плотность, расстояние от звезды, температура на поверхности. Индекс самой Земли равен 1, и это максимум. Все, что находится в пределах от 0,8 и до 1, – уже хорошо. Такие экзопланеты землеподобны: они каменистые, с атмосферой с умеренной температурой и способны поддерживать земные формы жизни.

Характеристики, включаемые в индекс ESI, меняются и пополняются, как и сам список потенциально пригодных для жизни экзопланет с высоким ESI. Ученые уже дали оценки некоторым небесным телам как в Солнечной системе, так и вне ее.

Сейчас в таблице экзопланет с высоким ESI лидируют несколько – они могут похвастаться не только физическим сходством с Землей, но и расположением в обитаемой зоне звезды, что теоретически предполагает океаны, озера и реки на их поверхностях. Например, экзопланета TOI-700 d, которая вращается вокруг красного карлика TOI-700. Ее индекс ESI равен 0,93, и это почти максимум (выше только у самой Земли и планеты, о которой мы расскажем позже). TOI-700 d обнаружили в январе 2020 года телескопом TESS. Вероятно, она каменистая, имеет орбиту в обитаемой зоне материнской звезды, а поток излучения от нее на планету составляет 86 % того, который Земля получает от Солнца. Казалось бы, прямо сейчас собираем вещи и уезжаем. Но многое о TOI-700 d еще предстоит узнать. Из очевидных минусов – уже ясно, что планета подвержена приливному захвату и всегда обращена одной своей стороной к звезде. А это значит, что на одном ее полушарии всегда жарко, а на другом – всегда холодно, около нуля, что уже уменьшает шансы на нашу беспечную жизнь на TOI-700 d.

Следующая на очереди – планета Teegarden b в зоне обитания звезды Тигарден. Точнее, планет там даже две, но об обеих известно так мало, что рискованно ставить их на первое место списка. Обе похожи на Землю по размерам и массе и находятся примерно в 12,5 световых года от Солнца. Астрономы из проекта CARMENES, обнаружившие их, предполагают, что экзопланеты могут быть каменистыми, с железным ядром и покрыты океаном.

Еще один претендент на звание преемника Земли – K2-72 e, открытая людьми 18 июля 2016 года телескопом «Кеплер». Экзопланета вращается вокруг красного карлика K2-72 и совершает оборот вокруг него примерно за 24 дня. Сама K2-72 e каменистая, с равновесной температурой –12 °С. Согласно предварительным оценкам, на планете может быть вода в жидком виде.

Долгое время подающей надежды была экзопланета Kepler-438 b. Она больше нашей на 12 % и располагается в звездной системе, где условия близки к земным. Однако ученые из Уорикского университета (Великобритания) выяснили, что атмосфера Kepler-438 b страдает от мощного излучения ее звезды – красного карлика Kepler-438. Супервспышки случаются раз в несколько сотен суток, и они в десять раз мощнее всех зарегистрированных вспышек на Солнце. Это делает невозможной жизнь на планете.

Кеплер-438 b регулярно облучается огромными вспышками радиации от родительской звезды, которые могут сделать планету непригодной для жизни. Иллюстрация: Mark A Garlick/University of Warwick, phys.org