gliese 581g есть жизнь
Gliese 581g: планета, жизнь на которой может быть старше нашей
В 2010 году команда охотников за планетами из Калифорнийского университета Санта-Круз и Института Карнеги в Вашингтоне объявила об открытии планеты, которая весит в три раза больше Земли и вращается вокруг звезды прямо в центре «потенциально обитаемой зоны». Планета Gliese 581g вращается вокруг красного карлика с оборотом в 37 дней. Масса экзопланеты указывает на то, что она преимущественно составлена из скал и обладает достаточной гравитацией, чтобы удержать атмосферу.
На этой планете может быть жизнь, и она старше нашей
Планета Gliese 581g находится на первом месте в списке потенциально обитаемых планет.
Где находится глизе 581
Красное карликовое солнце глизе 581 находится в 20 световых годах от Земли в созвездии Весов. На его орбите вращается две планеты в потенциально обитаемой зоне, одна на горячей стороне (c), другая (d) — на холодной. Некоторые астрономы полагают, что планета d тоже может быть обитаемой, если у нее будет плотная атмосфера с парниковым эффектом. Недавно открытая планета g, однако, лежит прямо в центре потенциально обитаемой зоны.
Это открытие стало результатом наблюдений в течение более десяти лет с использованием обсерватории имени В. М. Кека, где находится один из самых больших телескопов в мире. Исследования, спонсируемые NASA и Национальным научным фондом, показали, что планеты находятся в зоне, в которой возможно существование воды в жидком виде. Если это подтвердится, вышеупомянутая экзопланета будет наиболее похожей на Землю из всех, кроме того — потенциально обитаемой.
Есть ли люди на Gliese 581g?
Далеко не факт, что там живут люди. Но жизнь может быть
Для астрономов «потенциально обитаемая» планета это та, которая может поддерживать жизнь. Совсем не обязательно та, на которой будут процветать люди. Пригодность для проживания опирается на разные факторы, но жидкая вода и атмосфера — наиболее важные из них.
«Мы думали, что нам придется просматривать огромные расстояния, чтобы найти землеподобную планету. Теперь мы понимаем, что «вторая Земля» может находиться у нас на заднем дворе в ожидании, когда ее найду», — говорит Кортни Дрессинг из Гарвард-Смитсонского центра астрофизики (CFA).
6 % красных карликовых звезд обладают потенциально обитаемыми планетами размером с Землю. Красные карлики — наиболее распространенные звезды в нашей галактике. 75 % ближайших звезд принадлежат к этому классу. Ближайшая землеподобная экзопланета находится всего в 13 световых годах от нас. Поскольку красные карлики живут гораздо дольше, чем звезды типа Солнца, рождается закономерный вывод, что и планеты могут быть намного старше и более развиты, чем Земля.
Красные карлики меньше, холоднее и слабее Солнца. Масса обычного красного карлика составляет треть от солнечной, а его яркость — одну тысячную. Команда CFA взяла выборку из 158 000 красных карликовых звезд из каталога «Кеплера», а после сделала перерасчет, опираясь на температурные и размерные показатели. Выяснилось, что эти звезды куда меньше и холоднее, чем считалось раньше.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Как найти планеты, похожие на Землю
Для дальнейшего изучения расположенных неподалеку землеподобных миров потребуются отдельные небольшие телескопы в космосе или большая сеть расположенных на земле телескопов. Благодаря им станет известно, есть ли у выбранных планет атмосфера, теплые они или не очень, а также химический состав.
В 2013 году Рэймонд Пьерхамберт из Чикагского университета изучил диапазон климатических условий Gliese 581g и выяснил, что «один из вариантов будет обладать бассейном с одной стороны, тем самым делая планету похожей на глазное яблоко». Пьерхамберт надеется, что его усилия помогут определить обитаемые условия на других планетах, если будущие наблюдения опровергнут наличие оных на Gliese 581g.
Поскольку Gliese 581g привязана к своей звезде приливной силой, одна ее сторона всегда купается в дневном свете, в то время как другая, находится в состоянии вечной темноты. Примечательно то, что наилучшие условия для существования жизни будут располагаться на границе этих двух экстремумов, более известной как «терминатор».
Есть ли жизнь на Gliese 581d?
В апреле нынешнего года у звезды Gliese 581 были обнаружены две планеты землеподобного типа. И вот теперь три группы астрономов представили свои модели, рассматривающие разные аспекты возможной жизни на этих планетах, границы обитаемой зоны вокруг Gliese 581, а также устойчивость самой планетной системы.
За десятилетие, прошедшее с момента открытия первой экстрасолнечной (инозвездной) планеты, астрономы сумели разными методами обнаружить уже свыше 250 подобных объектов. Однако подавляющее большинство известных нам экзопланет сравнимо по своей массе с Юпитером или даже превосходит его: скорее всего, это газовые гиганты, причем зачастую расположенные очень близко к своей звезде (так называемые «горячие юпитеры»). Только недавно астрономы стали объявлять об открытиях планет сравнительно небольшой массы и размеров (менее 10 земных масс), вероятно силикатных по своему основному составу. Их стали называть «суперземлями» (super-Earths).
В апреле европейская группа ученых в журнале «Астрономия и астрофизика» (Astronomy & Astrophysics, A&A) опубликовала сообщение об открытии двух новых планет, обращающихся вокруг звезды Gliese 581 (см. Найдена подобная Земле планета в обитаемой зоне, «Грани», 25.04.2007). Gliese 581 — это красный карлик спектрального класса М (spectral class M) из созвездия Весов, который находится в двух десятках световых лет от Земли и по своей массе в три раза уступает нашему Солнцу. Свое название и номер звезда получила по «Каталогу ближайших звезд» (Gliese Catalogue of Nearby Stars), составленному немецким астрономом Вильгельмом Глизе (Wilhelm Gliese, 1915–1993). Соответственно, две новые экзопланеты получили обозначения Gliese 581c и Gliese 581d (к названию звезды приписываются справа латинские буквы начиная с буквы b — в порядке открытия планет).
Масса новых экзопланет оценивается в 5 и 8 масс Земли (нужно отметить, что это лишь минимальные оценки, а реальную массу каждой из экзопланет можно будет узнать только после нахождения угла наклона орбитальной плоскости относительно земных наблюдателей). Учитывая расстояние, отделяющее планеты от родительской звезды, «новичков» можно назвать главными кандидатами в обитаемые планеты из всех известных человечеству. Ранее, в 2005 году, в звездной системе Gliese 581 была обнаружена еще одна планета, в 16 раз массивнее — «горячий Нептун» (см. Для поиска планет вокруг красных карликов не хватало точности, «Элементы», 07.12.2005). Но она не только излишне массивна, но и находится совсем близко к звезде — всего в 6 млн км (в 15 раз меньше, чем расстояние от Меркурия до Солнца).
В отличие от юпитероподобных газообразных гигантов, мало чем отличающихся один от другого, планеты земной группы очень разнообразны. Это могут быть как иссушенные мертвые тела, лишенные атмосферы, так и миры, наполненные водой и окутанные мощной воздушной оболочкой, превосходящей по своей плотности атмосферу Земли. К сожалению, надежду выяснить в точности, из чего состоят атмосферы всех этих новых миров, а также поиски признаков жизни на этих планетах приходится оставить до появления новых поколений телескопов, однако теоретические исследования вполне по силам нынешним астрономам. Возможно, они помогут будущим наблюдателям, вооруженным более мощной техникой, быстрее справиться со своей задачей.
Всё в том же журнале «Астрономия и астрофизика» опубликованы два теоретических исследования, посвященные планетной системе Gliese 581. Две европейско-американские группы ученых, возглавляемые французом Франком Сельзи (Franck Selsis) первая и немцем Вернером фон Бло (Werner von Bloh) вторая, изучили возможность существования жизни на двух свеженайденных «суперземлях» с разных точек зрения. Оценивалось прежде всего расположение границ обитаемой зоны (Habitable zone) у Gliese 581 — то есть насколько близко и насколько далеко от этой звезды может существовать вода в жидком виде на поверхности планеты.
Из иллюстрации видно, что фон Бло и его коллеги рассматривают более узкую область обитаемой зоны, где возможен растительный фотосинтез, как на Земле. Производство биомассы за счет фотосинтеза, по мнению этой группы, зависит как от концентрации CO2, так и от присутствия жидкой воды на планете. Используя модель тепловой эволюции «суперземли», удалось отыскать возможные источники этого атмосферного углекислого газа (высвобождаемого из различных минералов за счет вулканической деятельности) и вычислить темпы его исчезновения (потребления газообразного CO2 в ходе различных процессов). Модель исходит из постоянного баланса (гомеостаза, который обеспечивается и на Земле) между утилизацией углекислого газа в океанических отложениях и выделением его из метаморфических источников при движении тектонических плит (см.: Может ли «суперземля» приютить жизнь, «Грани», 22.10.2007). В этой модели способность поддержания процессов фотосинтеза в биосфере очень сильно зависит от возраста планеты, поскольку слишком старая и неактивная планета не может выделять достаточного количества газообразного CO2. И в этом случае планета перестает быть обитаемой. При вычислениях расположения границ обитаемой зоны фон Бло и его коллеги в качестве достаточной концентрации углекислого газа (его парциального давления) приняли значение в 10 бар.
В принципе, обе группы ученых сходятся в том, что планета Gliese 581c расположена слишком близко к звезде, чтобы быть обитаемой, а вот Gliese 581d вполне может приютить жизнь. Правда, суровые климат и экология этой экзопланеты не благоприятствуют появлению слишком сложной жизни. Дело в том, что вращение планеты d скорее всего синхронизовано с ее обращением вокруг звезды таким образом, что она всегда обращена к светилу одной своей стороной (подобно тому, как Луна обращена к Земле одной и той же стороной — это следствие длительных приливно-отливных взаимодействий). Таким образом, там наверняка царят сильные ветры, вызванные разностью температур между дневной и ночной сторонами планеты. А так как Gliese 581d расположена возле внешнего края обитаемой зоны, все формы жизни на ней должны были бы как-то приспособиться еще и к довольно слабому уровню излучения своего светила.
В довершение всего расстояние от планет c и d до центральной звезды сильно варьирует из-за большого эксцентриситета их орбит. Впрочем, длительность года в обоих случаях очень сильно уступает земному году: 12,9 суток для планеты c и 83,6 суток для планеты d; это должно сглаживать вариации, тем более если там присутствуют по-настоящему плотные атмосферы. В любом случае, условия на планете d должны очень сильно отличаться от того, с чем мы сталкиваемся на Земле, но жизнь там появиться может.
Конечно, то, что планеты, находящиеся в обитаемой зоне таких красных карликов, обращены к звезде всегда одной и той же стороной, сказывается на их климате далеко не лучшим образом. Близким планетам к тому же грозят магнитные бури, потоки рентгеновского и ультрафиолетового излучения, особенно во времена затянувшейся звездной юности, когда планеты размером с Землю запросто могут лишиться своей атмосферы в момент вспышки. Однако недавние теоретические исследования показали, что на самом деле все не так уж и плохо и окружающая среда возле М-звезд все-таки не является непреодолимым препятствием для возникновения жизни.
Третья статья о Gliese 581, также принятая для публикации в журнале «Астрономия и астрофизика», посвящена проблеме динамической стабильности данной планетной системы. Такие исследования также очень важны для правильного ответа на вопрос о возможности существования жизни на планетах возле красного карлика, поскольку излишне быстрая эволюция планетных орбит неотвратимо скажется на тамошнем климате. Разумеется, взаимные гравитационные возмущения имеют место в любой планетной системе, где наличествует более одной планеты. Так, в нашей Солнечной системе под влиянием других планет земная орбита периодически меняется от практически идеально круговой до несколько эксцентричной. Этого, в принципе, достаточно для того, чтобы порождать чередование ледниковых периодов и потеплений (нужно отметить, что в настоящее время есть и другие, не менее авторитетные теории, пытающиеся объяснить чередование таких периодов). Не исключено, что более «размашистые» орбитальные эволюции могут стать непреодолимым препятствием для развития жизни.
Эрве Бё (Hervé Beust) и его коллеги из Франции, Португалии и Швейцарии смоделировали изменения орбит планет системы Gliese 581 на более чем 100 миллионов лет вперед и убедились в том, что эта система динамически вполне устойчива, демонстрируя лишь периодические орбитальные вариации, сопоставимые с теми, что испытывает наша Земля. Таким образом, климат на этих планетах существенным образом меняться не будет. С этой стороны, по крайней мере, ожидать препятствий для развития примитивной жизни не приходится. Хотя, конечно, всё вышесказанное еще не является доказательством того, что жизнь в этой системе действительно существует.
Скорее всего, Gliese 581c и Gliese 581d будут включены в число первоначальных целей для будущих космических миссий ESA и NASA по поиску планет, вроде «Дарвина» (Darwin) и TPF (Terrestrial Planet Finder — Искатель планет, подобных Земле)). Эти космические обсерватории позволят уточнить свойства их атмосфер.
Источники:
1) Gliese 581: one planet might indeed be habitable — пресс-релиз журнала Astronomy & Astrophysics, 13.12.2007.
2) F. Selsis, J. F. Kasting, B. Levrard, J. Paillet, I. Ribas, X. Delfosse. Habitable planets around the star Gl 581? // A&A. 2007. V. 476. P. 1373–1387 (статья доступна также как astro-ph: arXiv:0710.5294v3).
3) W. von Bloh, C. Bounama, M. Cuntz, S. Franck. The habitability of super-Earths in Gliese 581 // A&A. 2007. V. 476. P. 1365–1371 (статья доступна также как astro-ph: arXiv:0705.3758v3).
4) Hervé Beust, Xavier Bonfils, Xavier Delfosse, Stephane Udry. Dynamical evolution of the Gliese 581 planetary system // astro-ph: arXiv:0712.1907v1.
См. также:
1) S. Udry, X. Bonfils, X. Delfosse, T. Forveille, M. Mayor, C. Perrier, F. Bouchy, C. Lovis, F. Pepe, D. Queloz, J.-L. Bertaux. The HARPS search for southern extra-solar planets. XI. Super-Earths (5 and 8 MEarth) in a 3-planet system // A&A. 2007. V. 469. P. L43-L47 (статья доступна также как astro-ph: arXiv:0704.3841v1).
2) X. Bonfils, T. Forveille, X. Delfosse, S. Udry, M. Mayor, C. Perrier, F. Bouchy, F. Pepe, D. Queloz, J.-L. Bertaux. The HARPS search for southern extra-solar planets. VI. A Neptune-mass planet around the nearby M dwarf Gl 581 (статья доступна также как astro-ph: arXiv:astro-ph/0509211v1).
3) Экзопланеты — обзоры электронных препринтов astro-ph.
Новая Земля В двадцати световых годах от Солнца обнаружена пригодная для жизни планета
То, о чем так долго говорили астрономы, официально произошло в эту среду. За пределами Солнечной системы найдена планета, условия на которой сопоставимы с земными. Планета с индексом «с» обращается вокруг красного карлика Gliese 581 всего в двухстах триллионах километров от нас.
Открыватели
Ученые судят об обстановке на небесном теле исходя из того, что все звездные системы формируются по единым законам. Саму планету, собственно, никто не видел. Ее существование предполагается на основании отклонений в параметрах звезды, вокруг которой она обращается.
Планету 581 с обнаружил телескоп в чилийской обсерватории Ла Силла (La Silla). Этот телескоп является одним из инструментов Европейской южной обсерватории и предназначен специально для поиска планет по изменениям в свечении звезд на различных длинах волн.
Понятно, что в самое ближайшее время на новооткрытый объект будут нацелены самые мощные телескопы, а полученные данные будут подвергнуты самому тщательному анализу. Пока же о системе Gliese 581 известно не больше, чем о многих других близлежащих звездах.
Звезда по имени Gliese 581
Красный карлик Gliese 581 находится в числе сотни ближайших к Солнцу звезд, на расстоянии 20,4 световых лет.
Gliese 581 была впервые зарегистрирована в каталоге прусским астрономом Фридрихом Вильгельмом Августом Аргеландером в 1863 году. Она находится в созвездии Весов. В сравнении с Солнцем эта звезда меньше и холоднее. Без телескопа ее не видно.
Живут красные карлики дольше желтых карликов, к которым относится Солнце. Среди ближайших к нам звезд к красным карликам относится около 80 процентов светил.
У Gliese 581 не менее трех планет. Помимо планеты c, прославившейся на этой неделе, вокруг звезды обращаются также планета b, похожая на Нептун, и планета d, которую открыли первой. Она в восемь раз массивнее Земли и обращается вокруг своего светила за 84 дня.
Еще несколько лет назад считалось, что у красных карликов не может быть планет с условиями, близкими к земным. Теперь это опровергнуто не только теоретически, но и практически.
Почти Земля
Пока астрономам известно 220 планет, обращающихся вокруг других звезд. Gliese 581 с – первая из них, попадающая в список «потенциально пригодных для жизни». Впрочем, это совсем не означает, что условия на ней позволят гипотетическим путешественникам с Земли пробежаться по пыльной дорожке далекой планеты в джинсах и футболке.
Планета Gliese 581 с массивнее Земли приблизительно в пять раз. Диаметр ее больше земного в полтора раза. Вокруг звезды планета обращается за 13 дней.
По всей видимости, открытая планета представляет собой каменный шар. В крайнем случае, она покрыта льдом. Средняя температура на поверхности, вероятно, находится в интервале от 0 до +40 градусов Цельсия. При этом неизвестно, вращается ли планета вокруг своей оси. Не исключено, что она всегда обращена к звезде одной стороной, а значит в одном полушарии всегда очень жарко, а на обратной стороне – царит холод. Раньше такое же свойство астрономы ошибочно приписывали Меркурию.
Каков состав атмосферы на планете (и есть ли она в принципе), ученые пока не установили. Собственно, и наличие воды – лишь гипотеза.
Теоретическая возможность наличия на планете жидкой воды – это очень важное, но далеко не единственное условие развития жизни. Так что питать особые надежды на обнаружение еще кого-то во Вселенной именно у этой звезды не приходится.
Но, по крайней мере, очевидное предположение о том, что среди бессчетных планет далеких звезд найдется хоть отдаленно похожая на нашу, стало очевидно доказанным.
Вслед за Gliese 581 c, вероятно, будут открыты десятки и сотни «пригодных для жизни» планет в триллионах километрах от Земли. Попасть туда пока никак невозможно, но хотя бы знать о существовании таких небесных тел, должно быть, будет приятно.
Пойман сигнал с потенциально обитаемой планеты Gliese 581d
Астрофизики смогли зафиксировать сигнал с планеты Gliese 581d. Специалисты уже заявляли, что экзопланета имеет все условия для поддержания жизни.
Уже известно, что размеры этой планеты в два раза больше Земли. Ученые опровергают информацию о том, что сигналы, которые были зафиксированы ранее, являются шумом. Им удалось установить, что они являются повторяющимися и имеют цикличность.
Напомним, что в 2014 году экспертами из Пенсильвании было заявлено, что сигналы, полученные ранее, являются игрой света и магнитных излучений. Именно они в процессе пересечения издают такого рода шумы.
Однако, несмотря на такие заявления, специалистами из Британии такое сообщение было воспринято скептически, они продолжают настаивать на том, что сигналы являются помехами, и в скором времени с экзопланеты Gliese 581d можно будет получить реальное сообщение.
Справка
Глизе 581 d (Gliese 581 d) — неподтвержденная экзопланета в планетной системе красного карлика Глизе 581, находящейся на расстоянии всего около 20 световых лет от Земли в созвездии Весов.
Предполагалось, что планета является пятой в системе (по данным на сентябрь 2010 года) по удаленности от звезды. Из-за своей массы планета классифицируется как «суперземля» (её масса приблизительно в 6-8 раз превышает массу нашей планеты), а по размеру была больше Земли примерно в 2 раза.
Относительно существования планеты ведутся дебаты.
Сообщение об открытии планеты было сделано европейской группой астрономов Стефана Удри (обсерватория Женевы, Швейцария) 24 апреля 2007 года, совместно с открытием Глизе 581 c.
Спустя две недели после доклада об открытии, ученые Женевского университета заявили, что при помощи HARPS Европейской южной обсерватории, они не могут обнаружить признаков планет Глизе 581 d и Глизе 581 g. В 2012 году российский астроном из Пулковской обсерватории Роман Балуев высказал серьёзные сомнения о реальности планеты Глизе 581 d.
В июле 2014 года ученые Университета штата Пенсильвания с помощью расчётов опровергли существование планет Глизе 581 d и Глизе 581 g, заявив, что на самом деле наблюдаемые явления были артефактами звездной активности, однако в марте 2015 года исследователи из Университета Королевы Марии в Лондоне (QMUL) и университета Хартфордшир, заявили, что методика, используемая их американскими коллегами несовершенна для опровержения существования планеты.
Изучен климат первой потенциально пригодной для жизни экзопланеты
Всего несколько недель назад Стивен Фогт и коллеги объявили о том, что им удалось обнаружить вокруг красного карлика Gliese 581, расположенного от Земли на расстоянии 20 световых лет в созвездии Весов, потенциально пригодную для жизни экзопланету. Эта планета, Gliese 581g, в три раза больше Земли по массе и вращается вокруг своей звезды с периодом 37 дней по орбите радиусом 15 млн километров. Это расстояние меньше того, которое, к примеру, разделяет Солнце и ближайшую к нему планету Солнечной системы — Меркурий. Но звезда Gliese 581 является красным карликом, то есть светит более тускло, чем Солнце, и поэтому вращающаяся вокруг этой звезды планета, которую астрономы обозначили латинской буквой ‘g’, находится в так называемой «зоне обитаемости» — области в космосе, где условия благоприятствуют зарождению и развитию жизни, аналогично условиям на Земле.
Понятно, что изучить условия на поверхности планеты Gliese 581g жители Земли сейчас не в состоянии.
Ведь прямые наблюдения планеты не ведутся, и вывод о ее наличии был сделан просто на основе большого количества наблюдений звезды Gliese 581.
Причем некоторые астрономы ставят под сомнение факт существования этой планеты. Тем не менее Стивен Фогт вместе с Кевином Хэном из Швейцарского федерального технологического института Цюриха провели моделирование атмосферы экзопланеты Gliese 581g. Результаты работы приняты к печати в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а препринт статьи опубликован на сайте arXiv.org.
Авторы статьи отмечают, что в их работе есть множество жестких ограничений, связанных в первую очередь с тем, что пока астрономы мало что могут сказать о первой потенциально пригодной для жизни экзопланете. Но при этом Фогт и Хэн пишут, что они в первую очередь были заинтересованы в обнаружении долгосрочных, квазистабильных, крупномасштабных циркуляций атмосферы, а не в исследовании ее краткосрочных вариаций.
То есть ученые предприняли попытку узнать не то, какая на экзопланете Gliese 581g стоит погода, а то, какой в целом там климат.
И с этой точки зрения работу Фогта и Хэна можно считать исторической: ведь это первое в истории науки моделирование атмосферы конкретной экзопланеты, на которой может существовать жизнь.
В своей работе авторы использовали установленные с большой точностью факты о Gliese 581g. Например, поскольку планета находится достаточно близко к своей звезде, то ученые посчитали, что вследствие приливных сил экзопланета все время повернута к своему светилу одной стороной, подобно тому, как Луна все время «смотрит» на Землю только одним своим полушарием. Впрочем, исследования они провели и для модели, в которой планета вращается вокруг своей оси с периодом одни земные сутки.
Кроме того, достоверная информация о центральной звезде этой планетной системы позволила ученым правильно описать поле излучения, в котором находится планета. А вот параметры, которые невозможно установить современными методами (химический состав атмосферы, величина поверхностного давления и т. п.), авторы взяли земные.
Таким образом, получившаяся у них модель описывает скорее не реальности планеты Gliese 581g, а гипотетические перспективы Земли, если бы она стала вращаться вокруг красного карлика (а не желтого карлика, как Солнце) и смотрела бы на него одной стороной.
Затронули авторы работы и вопрос достоверности открытия исследуемой ими экзопланеты.
«Независимо от того, существует ли Gliese 581g, наше исследование приближает использование метеорологических методов для оценки атмосферных циркуляций у потенциально обитаемых экзопланет размером с Землю», — говорится в статье.