Какво е "Зоната на Златокоска"? Екзопланети: далечни роднини на Земята екстремофили на Земята и в космоса

Открихме стотици екзопланети в галактиката. Но само няколко от тях имат правилната комбинация от фактори, за да поддържат живота, като Земята. Прогнозата за времето за повечето екзопланети е разочароваща. Палещото слънце, годишните наводнения и дълбокият сняг значително усложняват живота на местните жители (ако има такива, разбира се).

Лошата новина е, че планетата Земя е единственото обитаемо място в цялата вселена, доколкото знаем. Като вид, ние се интересуваме от обитаемостта на други планети по различни причини, политически, финансови, хуманитарни и научни. Искаме да разберем как се променя климатът ни. Как ще живеем в климата на бъдещето и какво можем да направим, за да спрем надигащата се вълна парников ефект. В края на краищата, още малко и раят, докато Земята ще бъде безнадеждно изгубена.

Малко вероятно е да се занимаваме сериозно с търсенето на чисти енергийни източници или да убедим политиците да се занимават с проблемите на климата за сметка на финансови печалби. Много по-интересен е въпросът: кога ще видим извънземни?

Обитаемата зона, известна още като "Зоната на Златокоска", е регионът около звезда, където средната температура на планетата позволява течната вода, с която сме свикнали да съществува. Ние търсим течна вода не само за бъдеща употреба, но и за да намерим следа: може би някъде може да има друг живот. В крайна сметка, логично ли е?

Проблемите извън тази зона са доста очевидни. Ако стане твърде горещо, околната среда ще се превърне в непоносима парна баня или ще започне да разлага водата на кислород и водород. Тогава кислородът ще се комбинира с въглерод, образувайки въглероден диоксид, а водородът ще избяга в космоса.

Това се случва с Венера. Ако планетата е твърде студена, водата ще образува твърди парчета. Може да има джобове течна вода под ледената кора, но като цяло не е много приятно място за живеене. Открихме това на Марс и луните на Юпитер и Сатурн. И ако можете грубо да определите потенциално обитаема зона, тогава това е мястото, където може да съществува течна вода.

За съжаление, това уравнение не се състои само от разстоянието до звездата и количеството произведена енергия. Атмосферата на планетата играе основна роля. Ще се изненадате, но Венера и Марс са в потенциално обитаемата зона слънчева система.

Атмосферата на Венера е толкова плътна, че улавя слънчевата енергия и създава животозастрашаваща пещ, която ще стопи всеки намек за живот за по-малко от две чаши чай за този господин.

На Марс е точно обратното. Тънката атмосфера изобщо не може да задържа топлина, така че планетата е много студена. Подобрете атмосферата на двете планети - и получете светове, които са напълно в състояние да подслонят живот. Може би бихме могли да ги съберем заедно и да смесим атмосферите? Трябва да се мисли.

Когато разглеждаме други светове в Млечния път и се опитваме да разберем дали има живот там, не е достатъчно просто да оценим местоположението им в зоната на Златокоска. Трябва да знаем формата на атмосферата.

Астрономите са открили планети, разположени в обитаеми зони около други звезди, но тези светове не изглеждат особено добре разположени за живот. Те се въртят около звезди червени джуджета. По принцип да живееш в червеникави отблясъци не е толкова лошо, но има един проблем. Червените джуджета са склонни да се държат много лошо, когато са млади. Те раждат мощни огнищаи изхвърляне на коронална маса. Това изчиства повърхността на всяка планета, която се приближи твърде близо.

Вярно, има известна надежда. След няколко милиона години висока активност, тези звезди червени джуджета се установяват и започват да изсмукват запасите си от водород с потенциал от трилиони години. Ако животът може да оцелее достатъчно дълго в първите дни на една звезда, може да очаква дълъг, щастлив живот.

Когато мислите за нов дом сред звездите или се опитвате да намерите нов животвъв вселената потърсете планети в потенциално обитаемата зона. Но не забравяйте, че това е много условна насока.

Примерна система за намиране на обитаемата зона в зависимост от вида на звездите.

в астрономията, обитаема зона, обитаема зона, зона на живот (обитаема зона, HZ) е условна зона в пространството, определена въз основа на това, че условията на повърхността на намиращите се в нея ще бъдат близки до условията на и ще осигурят съществуването на вода в течна фаза. Съответно такива планети (или техните) ще бъдат благоприятни за появата на живот, подобен на земния. Вероятността за възникване на живот е най-голяма в обитаемата зона в близост ( околозвездна обитаема зона, CHZ ), разположени в обитаемата зона ( галактическа обитаема зона, GHZ), въпреки че изследванията върху последното са все още в начален стадий.

Трябва да се отбележи, че присъствието на планета в обитаемата зона и нейното благоприятно за живот не са непременно свързани: първата характеристика описва условията в планетарната система като цяло, а втората - директно на повърхността на небесното тяло .

В англоезичната литература обитаемата зона се нарича още зона на Златокоска (Зона Златокоска). Това име е препратка към Английска приказка Златокоска и трите мечки, на руски известен като "Три мечки". В приказката Златокоска се опитва да използва няколко набора от три хомогенни предмета, във всеки от които един от обектите се оказва твърде голям (твърд, горещ и т.н.), а другият е твърде малък (мек, студен .. .), а третият, междинен между тях, артикулът се оказва „точно подходящ“. По същия начин, за да бъде в обитаемата зона, планетата не трябва да е нито твърде далеч от звездата, нито твърде близо до нея, а на „правилното“ разстояние.

Обитаема зона на звезда

Границите на обитаемата зона са установени въз основа на изискването планетите в нея да имат вода течно състояниезащото е необходим разтворител в много биохимични реакции.

Отвъд външния ръб на обитаемата зона планетата не получава достатъчно слънчева радиация, за да компенсира загубите от радиация, и нейната температура ще падне под точката на замръзване на водата. Планета, която е по-близо до слънцето от вътрешния ръб на обитаемата зона, ще бъде прегрята от радиацията си, което ще доведе до изпаряване на водата.

Разстоянието от звездата, където е възможно това явление, се изчислява от размера и яркостта на звездата. Центърът на обитаемата зона за определена звезда се описва с уравнението:

Обитаема зона в Слънчевата система

Има различни оценки за това къде се простира обитаемата зона в:

Галактическа обитаема зона

Съображения за това, че местоположението на планетарната система, намираща се в рамките на галактиката, трябва да оказва влияние върху възможността за развитие на живот, доведоха до концепцията за т.нар. "галактическа обитаема зона" ( GHZ, галактическа обитаема зона ). Концепцията е разработена през 1995 г Гийермо Гонсалесвъпреки че е предизвикан.

Галактическата обитаема зона, според наличните в момента идеи, е пръстеновидна област, разположена в равнината на галактическия диск. Смята се, че обитаемата зона се намира в регион на 7 до 9 kpc от центъра на галактиката, като се разширява с времето и съдържа звезди на възраст от 4 до 8 милиарда години. От тези звезди 75% са по-стари от Слънцето.

През 2008 г. група учени публикува обширни компютърни симулации, според които, поне в галактики като Млечния път, звезди като Слънцето могат да мигрират на големи разстояния. Това противоречи на концепцията, че някои области на галактиката са по-подходящи за живот от други.

Търсете планети в обитаемата зона

Планетите в обитаемите зони представляват голям интерес за учените, които търсят както извънземен живот, така и бъдещи домове за човечеството.

Уравнението на Дрейк, което се опитва да определи вероятността от извънземен интелигентен живот, включва променлива ( не) като броя на обитаемите планети в звездни системи с планети. Намирането на Златокоска помага за прецизиране на стойностите за тази променлива. Изключително ниските стойности може да подкрепят уникалната земна хипотеза, която гласи, че поредица от изключително малко вероятни събития и събития са довели до възникването на живота на. Високите стойности могат да подсилят принципа на Коперник за посредственост в позицията: голям брой планети на Златокоска означава, че Земята не е уникална.

Търсенето на планети с размерите на Земята в обитаемите зони на звездите е ключова част от мисията, която използва (стартирала на 7 март 2009 г., UTC) за изследване и събиране на характеристики на планетите в обитаемите зони. Към април 2011 г. са открити 1235 възможни планети, от които 54 се намират в обитаеми зони.

Първата потвърдена екзопланета в обитаемата зона, Kepler-22 b, беше открита през 2011 г. Към 3 февруари 2012 г. е известно, че четири надеждно потвърдени планети са в обитаемите зони на своите звезди.

Обитаемата зона, която на английски се нарича обитаема зона, е зона в космоса с най-благоприятни условия за живот от земния тип. Срок среда на животозначава, че почти всички условия за живот са изпълнени, просто не го виждаме. Обитаемостта се определя от следните фактори: наличие на вода в течна форма, достатъчно плътна атмосфера, химическо разнообразие (прости и сложни молекули на базата на H, C, N, O, S и P) и наличието на звезда, която осигурява необходимото количество енергия.

История на изследването: планети от земна група

От гледна точка на астрофизиката имаше няколко стимула за появата на концепцията за обитаема зона. Помислете за нашата слънчева система и четири земни планети: Меркурий, Венера, Земя и Марс. Меркурий няма атмосфера и е твърде близо до него, така че не е много интересен за нас. Това е планета с тъжна съдба, защото дори и да имаше атмосфера, щеше да бъде издухана Слънчев вятър, тоест поток от плазма, непрекъснато изтичащ от короната на звездата.

Помислете за останалите земни планети в Слънчевата система - това са Венера, Земя и Марс. Те са възникнали почти на същото място и при същите условия преди ~ 4,5 милиарда години. И следователно, от гледна точка на астрофизиката, тяхната еволюция трябва да бъде доста сходна. Сега, в началото на космическата ера, когато сме напреднали в изследването на тези планети с помощта на космически кораби, получените резултати показват изключително различни условия на тези планети. Сега знаем, че Венера има много високо налягане и е много гореща на повърхността, 460–480 °C, температури, при които много вещества дори се топят. И от първите панорамни снимки на повърхността видяхме, че тя е напълно неодушевена и практически не е пригодена за живот. Цялата повърхност е един континент.

// Изображение: Земни планети - Меркурий, Венера, Земя, Марс. (commons.wikimedia.org)

От друга страна, Марс Това е студен свят. Марс е загубил атмосферата си. Това отново е пустинна повърхност, въпреки че има планини и вулкани. Атмосфера от въглероден двуокисмного рядко; ако имаше вода там, цялата беше замръзнала. Марс има полярна шапка и последните резултати от мисия до Марс показват, че има лед под пясъчната покривка - реголитът.

И Земята. Много благоприятна температура, водата не замръзва (поне не навсякъде). И именно на Земята е възникнал животът – както примитивен, така и многоклетъчен, интелигентен живот. Изглежда, че виждаме малка част от Слънчевата система, в която са се образували три планети, наречени земни планети, но тяхната еволюция е напълно различна. И на тези първи идеи за възможните пътища на еволюция на самите планети възникна идеята за обитаемата зона.

Граници на обитаемата зона

Астрофизиците наблюдават и изследват света около нас, света около нас пространство, тоест нашата слънчева система и планетарните системи на други звезди. И за да систематизирате по някакъв начин къде да търсите, какви обекти да се интересувате, трябва да разберете как да определите обитаемата зона. Винаги сме предполагали, че други звезди трябва да имат планети, но инструменталните възможности ни позволиха да открием първите - планети, разположени извън Слънчевата система - само преди 20 години.

Как се определят вътрешните и външните граници на обитаемата зона? В нашата Слънчева система се смята, че обитаемата зона е между 0,95 и 1,37 астрономически единици от Слънцето. Знаем, че Земята е на 1 астрономическа единица (AU) от Слънцето, Венера е на 0,7 AU. д., Марс - 1,5 а. д. Ако знаем яркостта на една звезда, тогава е много лесно да изчислим центъра на обитаемата зона - просто трябва да вземете корен квадратен от отношението на яркостта на тази звезда и да го свържете с яркостта на Слънце, тоест:

Rae \u003d (L звезда / L слънце) ½.

Тук Rae е средният радиус на обитаемата зона в астрономически единици, а Lstar и Lsun са болометричните индекси на светимост на целевата звезда и съответно Слънцето. Границите на обитаемата зона са установени въз основа на изискването планетите в нея да имат вода в течно състояние, тъй като тя е необходим разтворител в много биомеханични реакции. Отвъд външния ръб на обитаемата зона планетата не получава достатъчно слънчева радиация, за да компенсира загубите от радиация, и нейната температура ще падне под точката на замръзване на водата. Планета, която е по-близо до слънцето от вътрешния ръб на обитаемата зона, ще бъде прегрята от радиацията си, което ще доведе до изпаряване на водата.

По-точно, вътрешната граница се определя както от разстоянието на планетата от звездата, така и от състава на нейната атмосфера и по-специално от наличието на така наречените парникови газове: водна пара, въглероден диоксид, метан, амоняк, и други. Както е известно, парниковите газове причиняват нагряване на атмосферата, което в случай на катастрофално нарастващ парников ефект (например ранна Венера) води до изпаряване на водата от повърхността на планетата и загуба от атмосферата.

Външната граница е друга страна на въпроса. Може да бъде много по-далеч, когато има малко енергия от Слънцето и наличието на парникови газове в атмосферата на Марс не е достатъчно, за да може парниковият ефект да създаде мек климат. Веднага щом количеството енергия стане недостатъчно, парниковите газове (водна пара, метан и т.н.) кондензират от атмосферата, падат като дъжд или сняг и т.н. И всъщност парниковите газове са се натрупали под полярната шапка на Марс.

Много е важно да кажем една дума за обитаемата зона за звезди извън нашата слънчева система: потенциал - зоната на потенциална обитаемост, тоест в нея са изпълнени условията, необходими, но не достатъчни за образуването на живот. Тук трябва да говорим за жизнеспособността на планетата, когато в действие влизат редица геофизични и биохимични явления и процеси, като например наличието на магнитно поле на планетата, тектониката на плочите, продължителността на планетарния ден и т.н. . Тези явления и процеси сега се изучават активно в ново направление на астрономическите изследвания - астробиологията.

Търсете планети в обитаемата зона

Астрофизиците просто търсят планети и след това определят дали са в обитаемата зона. От астрономическите наблюдения можете да видите къде се намира тази планета, къде се намира нейната орбита. Ако в обитаемата зона, тогава веднага се увеличава интересът към тази планета. След това трябва да проучите тази планета в други аспекти: атмосферата, химическото разнообразие, наличието на вода и източника на топлина. Това вече леко ни вади извън скобите на понятието "потенциал". Но основният проблем е, че всички тези звезди са много далеч.

Едно е да видиш планета близо до звезда като Слънцето. Има редица екзопланети, подобни на нашата Земя - така наречените суб- и суперземи, тоест планети с радиуси, близки до или малко по-големи от радиуса на Земята. Астрофизиците ги изучават, изучавайки атмосферата, ние не виждаме повърхността – само в отделни случаи, т.нар. директно изобразяванекогато виждаме само много далечна точка. Следователно трябва да проучим дали тази планета има атмосфера и ако има, какъв е нейният състав, какви газове има и т.н.

// Изображение: Екзопланета (червена точка вляво) и кафяво джудже 2M1207b (в средата). Първото изображение, направено с технология за директно изобразяване през 2004 г. Кредит: ESO/VLT

В широк смисъл търсенето на живот извън Слънчевата система, а и в Слънчевата система, е търсене на така наречените биомаркери. Смята се, че биомаркерите са химически съединения от биологичен произход. Знаем, че основният биомаркер на Земята например е наличието на кислород в атмосферата. Знаем, че на ранната Земя е имало много малко кислород. Най-простият, примитивен живот се е появил рано, многоклетъчният живот е възникнал доста късно, да не говорим за интелигентен. Но след това, поради фотосинтезата, започна да се образува кислород, атмосферата се промени. И това е един от възможните биомаркери. Сега, от други теории, ние знаем, че има редица планети с кислородна атмосфера, но образуването на молекулярен кислород там е причинено не от биологични, а от обикновени физически процеси, да речем, разлагането на водни пари под въздействието на звездни ултравиолетова радиация. Следователно целият ентусиазъм, че щом видим молекулярен кислород, той вече ще бъде биомаркер, не е напълно оправдан.

Мисия "Кеплер"

Космическият телескоп Kepler (CT) е една от най-успешните астрономически мисии (след космическия телескоп, разбира се). Той е насочен към намиране на планети. Благодарение на Кеплер направихме качествен скок в изследването на екзопланетите.

CT "Kepler" се фокусира върху един метод за откриване - така наречените транзити, когато фотометърът - единственият инструмент на борда на спътника - проследява промяната в яркостта на звездата в момента, в който планетата преминава между нея и телескопа . Това предостави информация за орбитата на планетата, нейната маса и температура. И това направи възможно идентифицирането на около 4500 потенциални кандидати за планети по време на първата част от тази мисия.

// Космически телескоп Кеплер (НАСА)

В астрофизиката, астрономията и вероятно във всички естествени науки е обичайно да се потвърждават откритията. Фотометърът открива, че яркостта на звездата се променя, но какво може да означава това? Може би някои вътрешни процеси в звездата водят до промени; планетите минават - потъмнява. Следователно е необходимо да се обърне внимание на честотата на промените. Но за да кажете със сигурност, че там има планети, трябва да потвърдите това по някакъв друг начин - например чрез промяна на радиалната скорост на звездата. Тоест сега около 3600 планети са потвърдени от няколко метода за наблюдение на планетата. А потенциалните кандидати са почти 5000.

Проксима Кентавър

През август 2016 г. беше получено потвърждение за присъствието на планета на име Проксима b близо до звездата Проксима Кентавър. Защо всички са толкова заинтересовани? По много проста причина: това е най-близката звезда до нашето Слънце на разстояние от 4,2 светлинни години (т.е. светлината покрива това разстояние за 4,2 години). Това е най-близката до нас екзопланета и вероятно най-близкото небесно тяло до Слънчевата система, на което може да съществува живот. Първите измервания бяха направени през 2012 г., но тъй като тази звезда е хладно червено джудже, трябваше да се направят много дълги серии от измервания. А редица научни екипи от Европейската южна обсерватория (ESO) наблюдават звездата от няколко години. Направиха сайт, казва се Бледа червена точка(palereddot.org – бел. ред.), тоест „бледа червена точка“, и там са публикувани наблюдения. Астрономите привлякоха различни наблюдатели и беше възможно да се проследят резултатите от наблюденията свободен достъп. Така че беше възможно да се проследи самият процес на откриването на тази планета почти онлайн. И името на програмата за наблюдение и уебсайта се връща към термина Бледа червена точкапредложен от известния американец учен КарлСаган за изображения на планетата Земя, предадени от космически кораби от дълбините на Слънчевата система. Когато се опитваме да намерим подобна на Земята планета в други звездни системи, можем да се опитаме да си представим как изглежда нашата планета от дълбините на космоса. Този проект беше наречен Бледо сини точки(„Бледо синя точка“), защото от космоса, поради осветеността на атмосферата, нашата планета се вижда като синя точка.

Планетата Проксима b се озова в обитаемата зона на своята звезда и сравнително близо до Земята. Ако ние, планетата Земя, сме на 1 астрономическа единица от нашата звезда, тогава това нова планета- с 0,05, тоест 200 пъти по-близо. Но звездата свети по-слабо, по-студена е и вече на такива разстояния попада в така наречената зона на приливно улавяне. Тъй като Земята е уловила Луната и те се въртят заедно, тук ситуацията е същата. Но в същото време едната страна на планетата се нагрява, а другата е студена.

// Изображение: Очакван пейзаж на Проксима Кентавър b, изобразен от художник (ESO/M. Kornmesser)

Има такива климатични условия, система от ветрове, която обменя топлина между нагрятата част и тъмната част и на границите на тези полукълба може да има доста благоприятни условия за живот. Но проблемът с планетата Проксима Кентавър b е, че родителската звезда е червено джудже. Червените джуджета живеят доста дълго време, но имат едно специфично свойство: те са много активни. Има звездни изригвания, изхвърляне на коронална маса и т.н. Вече са публикувани доста. научни статииспоред тази система, където например казват, че за разлика от Земята нивото на ултравиолетовото лъчение там е 20–30 пъти по-високо. Тоест, за да има благоприятни условия на повърхността, атмосферата трябва да е достатъчно плътна, за да предпазва от радиация. Но това е единствената най-близка до нас екзопланета, която може да бъде изследвана в детайли със следващото поколение астрономически инструменти. Наблюдавайте атмосферата му, вижте какво се случва там, има ли парникови газове, какъв е климатът, има ли биомаркери там. Астрофизиците ще изследват планетата Проксима b, това е горещ обект за изследване.

перспективи

Очакваме да бъдат изстреляни няколко нови наземни и космически телескопи, нови инструменти. В Русия това ще бъде космическият телескоп Spektr-UV. Институтът по астрономия на Руската академия на науките работи активно по този проект. През 2018 г. ще бъде изстрелян американският космически телескоп. James Webb е следващото поколение след CT. Хъбъл. Неговата разделителна способност ще бъде много по-висока и за тези екзопланети, за които знаем, ще можем да наблюдаваме състава на атмосферата, по някакъв начин да разрешим тяхната структура, климатичната система. Но трябва да разберете, че това е общ астрономически инструмент - естествено ще има много голяма конкуренция, както и на CT. Хъбъл: някой иска да гледа галактиката, някой - звездите, някой друг нещо. Планирани са няколко специални мисии за изследване на екзопланети, като TESS на НАСА ( Сателит за изследване на транзитна екзопланета). Всъщност през следващите 10 години можем да очакваме значителен напредък в познанията ни за екзопланетите като цяло и в частност за потенциално обитаемите екзопланети като Земята.

Погледнете разпръснатите звезди в черното нощно небе - всички те съдържат невероятни световеподобно на нашата слънчева система. Според най-консервативните оценки галактиката Млечен път съдържа повече от сто милиарда планети, някои от които може да са подобни на Земята.

Нова информация за "извънземни" планети - екзопланети- отвори космическия телескоп Кеплер, изследвайки съзвездията в очакване на момента, в който далечна планета ще бъде пред своето светило.

Орбиталната обсерватория беше пусната през май 2009 г. специално за търсене на екзопланети, но се провали четири години по-късно. След много опити да върне телескопа на работа, НАСА беше принудена да изведе обсерваторията от своя "космически флот" през август 2013 г. Въпреки това, през годините на наблюдения Кеплер е получил толкова много уникални данни, че ще отнеме още няколко години, за да ги проучи. НАСА вече се подготвя да изстреля наследника на Kepler, телескопа TESS, през 2017 г.

Суперземи в пояса на Златокоска

Днес астрономите са идентифицирали почти 600 нови свята от 3500 кандидати за титлата "екзопланета". Смята се, че сред тези небесни теланай-малко 90% може да се окажат "истински планети", а останалите - двойни звезди, непораснали до звездни размери „кафяви джуджета“ и клъстери от големи астероиди.

Повечето от кандидатите за нови планети са газови гиганти като Юпитер или Сатурн, както и суперземи - скалисти планети, няколко пъти по-големи от нашата.

Естествено, далеч не всички планети попадат в зрителното поле на Кеплер и други телескопи. Техният брой се оценява само на 1-10%.

За да се идентифицира определено екзопланета, тя трябва многократно да бъде фиксирана върху диска на нейната звезда. Ясно е, че най-често той се намира близо до своето слънце, тъй като тогава годината му ще продължи само няколко земни дни или седмици, така че астрономите ще могат да повтарят наблюденията многократно.

Такива планети под формата на горещи топки от газ често се оказват "горещи юпитери", а една на всеки шест е като пламтяща супер-Земя, покрита с морета от лава.

Разбира се, при такива условия протеиновият живот от нашия тип не може да съществува, но сред стотици негостоприемни тела има приятни изключения. Досега са идентифицирани повече от сто планети от земен тип, разположени в така наречената обитаема зона или колан за златка.

Този приказен герой се ръководи от принципа „ни повече, ни по-малко“. По същия начин, на редките планети, включени в "зоната на живота", температурата трябва да бъде в границите на съществуването на течна вода. Освен това 24 планети от този брой имат радиус по-малък от два радиуса на Земята.

Засега обаче само една от тези планети има основните характеристики на близнака на Земята: тя се намира в зоната на Златокоска, близка е до размера на Земята и е част от система от жълти джуджета, подобна на Слънцето.

В света на червените джуджета

Въпреки това астробиолозите, които упорито търсят извънземен живот, не падат духом. Повечето от звездите в нашата галактика са малки хладни и тъмни червени джуджета. Според съвременните данни червените джуджета, които са около половината по-малки и по-студени от Слънцето, съставляват най-малко три четвърти от "звездното население" на Млечния път.

Около тези "слънчеви братовчеди" се въртят миниатюрни системи с размерите на орбитата на Меркурий и те също имат свои собствени пояси на Златокоска.

Астрофизици от Калифорнийския университет в Бъркли дори съставиха специална компютърна програма TERRA, с помощта на която бяха идентифицирани дузина земни близнаци. Всички те са близо до своите жизнени зони в близост до малки червени светила. Всичко това значително увеличава шансовете за наличие на извънземни центрове на живот в нашата галактика.

Червените джуджета, в близост до които са открити подобни на Земята планети, по-рано се смятаха за много тихи звезди и на техните повърхности рядко се случват изригвания, придружени от изхвърляне на плазма.

Както се оказа, всъщност такива светила са дори по-активни от Слънцето.

На тяхната повърхност непрекъснато се случват мощни катаклизми, генериращи ураганни пориви на „звезден вятър“, които могат да преодолеят дори мощния магнитен щит на Земята.

Въпреки това, за близост до тяхната звезда, много близнаци на Земята могат да платят много висока цена. Потоците от радиация от чести светкавици на повърхността на червените джуджета могат буквално да „оближат“ част от атмосферата на планетите, правейки тези светове необитаеми. В същото време опасността от коронарни изхвърляния се засилва от факта, че отслабената атмосфера ще защити слабо повърхността от заредени частици от твърди ултравиолетови и рентгенови лъчи на „звездния вятър“.

Освен това съществува опасност магнитосферите на потенциално обитаемите планети да бъдат потиснати от най-силните магнитно полечервени джуджета.

Счупен магнитен щит

Астрономите отдавна подозират, че много червени джуджета имат мощно магнитно поле, което лесно може да пробие магнитния щит, заобикалящ потенциално обитаемите планети. За да докаже това, е изграден виртуален свят, в който нашата планета се върти около подобна звезда в много близка орбита в „зоната на живот“.

Оказа се, че много често магнитното поле на джудже не само силно деформира земната магнитосфера, но дори я задвижва под повърхността на планетата. При такъв сценарий само след няколко милиона години няма да ни остане нито въздух, нито вода и цялата повърхност ще бъде обгорена от космическа радиация.

От това следват два интересни извода. Търсенето на живот в системите на червените джуджета може да се окаже напълно безнадеждно и това е още едно обяснение за „голямата тишина на космоса“.

Може би обаче не можем да открием извънземен разум по никакъв начин, защото нашата планета е родена твърде рано ...

Кой може да живее на далечни екзопланети? Може би такива същества?

Тъжната съдба на първородния

Анализирайки данните, получени с помощта на телескопите Кеплер и Хъбъл, астрономите установиха, че процесът на звездообразуване в Млечния път се е забавил значително. Това се дължи на нарастващия недостиг на строителни материали под формата на облаци прах и газ.

Въпреки това в нашата галактика все още има много материал за раждането на звезди и планетарни системи. Нещо повече, след няколко милиарда години нашият звезден остров ще се сблъска с гигантската галактика на мъглявината Андромеда, което ще предизвика колосален изблик на звездообразуване.

На фона на бъдещата галактическа еволюция наскоро се чу сензационната новина, че преди четири милиарда години, по време на формирането на Слънчевата система, е съществувала само една десета от потенциално обитаемите планети.

Като се има предвид, че са били необходими няколкостотин милиона години за раждането на най-простите микроорганизми на нашата планета и няколко милиарда години са се образували по-развити форми на живот, много вероятно е интелигентните извънземни да се появят едва след изчезването на Слънцето.

Може би тук се крие решението на интригуващия парадокс на Ферми, който някога беше формулиран от изключителен физик: и къде са тези извънземни? Или има смисъл да търсим отговори на нашата планета?

Екстремофили на Земята и в космоса

Колкото повече се убеждаваме в уникалността на нашето място във Вселената, толкова по-често възниква въпросът: може ли животът да съществува и да се развива в светове, напълно различни от нашия?

Отговорът на този въпрос се дава от съществуването на нашата планета на невероятни организми - екстремофили. Те са получили името си заради способността си да оцеляват при екстремни температури, отровна среда и дори безвъздушно пространство. Морски биолози са открили подобни същества в подземни гейзери - "морски пушачи".

Там те процъфтяват под колосално налягане в отсъствието на кислород в самия край на горещите вулканични отвори. Техните "колеги" се намират в солени планински езера, горещи пустини и подледникови резервоари на Антарктика. Има дори "тардиградни" микроорганизми, които издържат на вакуума на космоса. Оказва се, че дори в радиационната среда близо до червените джуджета могат да възникнат някои „екстремни микроби“.

Киселинното езеро в Йелоустоун. Червена плака - ацидофилус бактерии

Тардиградите могат да съществуват във вакуума на космоса

Академичната еволюционна биология вярва, че животът на Земята е възникнал от химични реакции в „топъл плитък басейн“, проникнат от ултравиолетови и озонови потоци от бушуващи „гръмотевични бури“. От друга страна, астробиолозите знаят, че химическите градивни елементи на живота се намират и в други светове. Например, те са забелязани в газови и прахови мъглявини и сателитни системи на нашите газови гиганти. Това, разбира се, далеч не е „пълноценен живот“, но първата стъпка към него.

„Стандартната“ теория за произхода на живота на Земята наскоро получи силен удар от... геолози. Оказва се, че първите организми са много по-стари, отколкото се смяташе досега, и са се образували в напълно неблагоприятна среда от метанова атмосфера и кипяща магма, изливаща се от хиляди вулкани.

Това кара много биолози да се замислят за старата хипотеза за панспермията. Според него първите микроорганизми са възникнали някъде другаде, да речем на Марс, и са дошли на Земята в ядрото на метеорити. Може би древните бактерии е трябвало да изминат по-голямо разстояние в кометни ядра от други звездни системи.

Но ако това е така, тогава пътищата на "космическата еволюция" могат да ни отведат до "братя по произход", които са черпили "семената на живота" от същия източник като нас...

Открихме стотици екзопланети в галактиката. Но само няколко от тях имат правилната комбинация от фактори, за да поддържат живота, като Земята. Прогнозата за времето за повечето екзопланети е разочароваща. Палещото слънце, годишните наводнения и дълбокият сняг значително усложняват живота на местните жители (ако има такива, разбира се).

Лошата новина е, че планетата Земя е място в цялата вселена, доколкото знаем. Като вид, ние се интересуваме от обитаемостта на други планети по различни причини, политически, финансови, хуманитарни и научни. Искаме да разберем как се променя климатът ни. Как ще живеем в климата на бъдещето и какво можем да направим, за да спрем нарастващата вълна на парниковия ефект. В края на краищата, още малко и раят, докато Земята ще бъде безнадеждно изгубена.

Малко вероятно е да се занимаваме сериозно с търсенето на чисти енергийни източници или да убедим политиците да се занимават с проблемите на климата за сметка на финансови печалби. Много по-интересен е въпросът: кога ще видим извънземни?

Обитаемата зона, известна още като "Зоната на Златокоска", е регионът около звезда, където средната температура на планетата позволява течната вода, с която сме свикнали да съществува. Ние търсим течна вода не само за бъдеща употреба, но и за да намерим следа: може би някъде може да има друг живот. В крайна сметка, логично ли е?

Проблемите извън тази зона са доста очевидни. Ако стане твърде горещо, околната среда ще се превърне в непоносима парна баня или ще започне да разлага водата на кислород и водород. Тогава кислородът ще се комбинира с въглерод, образувайки въглероден диоксид, а водородът ще избяга в космоса.

Това се случва с Венера. Ако планетата е твърде студена, водата ще образува твърди парчета. Може да има джобове течна вода под ледената кора, но като цяло не е много приятно място за живеене. Открихме това на Марс и луните на Юпитер и Сатурн. И ако можете грубо да определите потенциално обитаема зона, тогава това е мястото, където може да съществува течна вода.

За съжаление, това уравнение не се състои само от разстоянието до звездата и количеството произведена енергия. планетите играят важна роля. Ще се изненадате, но Венера и Марс са в потенциално обитаемата зона на Слънчевата система.

Атмосферата на Венера е толкова плътна, че задържа енергията на Слънцето и създава атмосфера, която ще стопи всеки намек за живот по-бързо, отколкото можете да кажете „две чаши чай за този господин“.

На Марс е точно обратното. Тънката атмосфера изобщо не може да задържа топлина, така че планетата е много студена. Подобрете атмосферата на двете планети - и получете светове, които са напълно в състояние да подслонят живот. Може би бихме могли да ги съберем заедно и да смесим атмосферите? Трябва да се мисли.

Когато разглеждаме други светове в Млечния път и се опитваме да разберем дали има живот там, не е достатъчно просто да оценим местоположението им в зоната на Златокоска. Трябва да знаем формата на атмосферата.

Астрономите са открили планети, разположени в обитаеми зони около други звезди, но тези светове не изглеждат особено добре разположени за живот. Те се въртят около звезди червени джуджета. По принцип да живееш в червеникави отблясъци не е толкова лошо, но има един проблем. Червените джуджета са склонни да се държат много лошо, когато са млади. Те генерират мощни изригвания и изхвърляне на коронална маса. Това изчиства повърхността на всяка планета, която се приближи твърде близо.

Вярно, има известна надежда. След няколко милиона години висока активност, тези звезди червени джуджета се установяват и започват да изсмукват запасите си от водород с потенциал от трилиони години. Ако животът може да оцелее достатъчно дълго в първите дни на една звезда, може да очаква дълъг, щастлив живот.

Когато мислите за нов дом сред звездите или се опитвате да намерите нов живот във Вселената, потърсете планети в потенциално обитаемата зона. Но не забравяйте, че това е много условна насока.