22.11.2017
проксима центавра b

Проксима центавра b стала объектом поиска внеземной жизни

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

На орбите звезды недалеко от нас обнаружена планета размером с Землю. Вот-вот начнется новая фаза поиска внеземной жизни.

«Мы думали, на какой планете начинать поиски жизни. Теперь знаем», — так красиво описывает открытие астроном из Вашингтонского университета Рори Барнз. На орбите ближайшей к Солнцу звезды Проксима Центавра есть планета. Она весит не намного больше Земли, а потому, как можно предположить, является каменистой. И вращается в обитаемой зоне своей звезды, а это означает: если на планете есть атмосфера, то температура ее поверхности может быть достаточно благоприятной для существования там жидкой воды.

В таком случае это необычайное открытие для доктора Барнза и других астробиологов. Объект собственно обнаружила международная команда астрономов: они охотились на планеты с телескопами Европейской южной обсерватории (ESO) в пустыне Атакама (Чили). Ученые не увидели новую планету непосредственно (а пришли к выводу о ее существовании, учитывая то, как от нее отражается свет материнской звезды). В работе, которая вышла в журнале «Nature», исследователи описали то, что смогли узнать о планете. Проксима Центавра b (так ее назвали) может весить в 1,3–3 раза больше земли и делает полный оборот вокруг материнской звезды за 11 дней. Следовательно, расстояние от нее до звезды составляет 7 млн км, что меньше 1/20 расстояния между Землей и Солнцем. Умеренные условия на таком расстоянии от звезды планете могут храниться лишь потому, что Проксима — красный карлик, то есть она значительно холоднее Солнце.

Проксима Центавра b не единственная экзопланета земных габаритов, которая вращается в обитаемой зоне звезды. Есть еще несколько других. Но она ближайшая к Земле: к ней лишь четыре световые годы, поэтому мнение о возможности отправить туда космический корабль (хотя бы крошечный) кажется невероятной, но не совсем абсурдной. К тому же ее тщательно изучать из самой Земли.

Нос к носу

Скорее всего, исследования будут проходить под руководством ESO. Данные, которые помогли открыть Проксиму Центавра b, поступили с телескопа диаметром 3,6 м в Ла-Силья (Чили). Но ESO строит также гораздо большее устройство, 39-метровый Европейский сверхбольшой телескоп (E-ELT), в другой точке Чили. С конца 2000-х годов команда ESO под руководством астрофизика Маркуса Каспера разрабатывает специальный инструмент для обнаружения планет — екзопланетную камеру изображений и спектрограф (на английском EPICS) для монтажа на этом телескопе. Камера доктора Каспера стоит €50 млн ($56 млн), поэтому постоянно возникали вопросы, стоит ли она этих денег. Но EPICS имеет лучший шанс получить настоящие изображения Проксимы Центавра b и сделать анализ ее атмосферы, чем любой другой инструмент в мире (или за его пределами). Сейчас в ее будущем вряд ли стоит сомневаться.

Проблема астрономов, которые пытаются хоть одним глазком увидеть Проксиму Центавра b, в том, что, хотя планета находится близко к Земле с межзвездными меркам, к своей материнской звезды она еще ближе. Если смотреть с Земли, звезду и планету разделяют лишь 0,035 дуговой секунды (дуговая секунда — это 1/3600 часть градуса). Поэтому для получения раздельного изображения этих двух объектов нужен телескоп с настолько высоким разрешением, что давало бы возможность «увидеть» левую и правую фары встречного автомобиля в Денвере где-то из Берлина.

Дальше еще хуже. Проксима Центавра — тусклая звезда,  но она все равно более чем в 10 млн раз ярче, чем должно быть по расчетам. Если сравнить их с фарами авто в Денвере, то одна из них должна была бы быть как плавильная печь с открытой дверцей, а вторая — как маленькая свечечка. Именно поэтому такую важную роль в процессе играют телескоп E-ELT и устройство EPICS. Последний имеет коронограф — крошечный щиток, который закрывает свет звезды так, что можно увидеть соседние планеты. К сожалению, коронограф уменьшает разрешающую способность телескопа, то есть, чтобы вообще заметить объект, нужен еще больший телескоп. Чтобы наблюдать Проксиму Центавра b с коронографом на инфракрасных волнах, которые, вероятно, дадут оптимальную информацию про ее атмосферу, нужен телескоп диаметром не менее 20 м, а еще лучше 30 м.

Два других (кроме E-ELT) больших телескопа сейчас в стадии разработки. Но Гигантский Магелланов телескоп (тоже в Чили), имеет рабочий диаметр всего 24,5 м, а через его конструкцию коронограф использовать проблематично. А 30-метровый телескоп был задуман для работы на Гавайях, в Северном полушарии. Проксиму Центавра видно на южном небе, поэтому изучать ее на север от экватора не так легко.

На Проксиму Центавра b, или хотя бы ее атмосферу, можно попробовать посмотреть еще одним способом.

Планету открыли благодаря измерению лучевой скорости, но есть шанс (примерно 1 из 67), что ее можно заметить еще и методом транзитной фотометрии. Для этого нужно, чтобы планета и ее звезда находились в одной плоскости с Землей и при наблюдении с Земли планета проходила перед диском звезды, делая ее свет тусклым. Разнообразные телескопы Южного полушария уже ждут на 0,5-процентное потускнения яркости Проксимы Центавра, которое можно будет заметить при прохождении перед ней Проксимы Центавра b. Если это произойдет, ученые смогут исследовать разницу между спектром звезды, когда планета скрывается за ней, и спектром, измеренным при прохождении перед ней.

Радужные мосты

Самое интересное в спектре планеты независимо от способа измерения — это то, что он может показать содержание воды и химический состав атмосферы Проксимы Центавра b, если она эту атмосферу имеет. А так, в свою очередь, можно понять, есть ли на ней жизнь. Жизнь на Земле оставляет след своего существования в атмосфере в форме кислорода. Его выделяют растения, и элемент этот настолько реактивный, что быстро исчез бы из воздуха, если бы прекратился фотосинтез. Поэтому если бы в атмосфере Проксимы Центавра b нашелся оксиген, среди многих ученых это вызвало бы большой ажиотаж. Впрочем, не факт, что оправдано, ведь он может попадать в атмосферу и другими, небиологическими, способами, например в процессе разложения воды под действием ультрафиолетового света. Лучшим подтверждением присутствия жизни стало бы выявление одновременно и кислорода и молекул биологического происхождения, которые не могут долго существовать в его присутствии, поэтому процесс их производства должен быть постоянным.

На Земле под это описание подходят окись азота и метан, хотя эти молекулы фигурируют в крайне низких концентрациях, чтобы их можно было заметить с расстояния нескольких световых лет. Но Дэвид Кетлинг, коллега доктора Барнза из Вашингтонского университета, подчеркивает, что существуют модели планетных атмосфер, в которых метан биологического происхождения может накапливаться в значительных количествах на планетах типа Проксимы Центавра b. Если исследования спектров покажет одновременное присутствие метана и кислорода, вероятность существования жизни на Проксиме Центавра b резко возрастет.

Искать жизнь на Проксиме Центавра b можно и с помощью радиосигналов. В целом живые организмы не продуцируют излучение на радиочастотах. Но разумная жизнь — да, по крайней мере на Земле. И это земная жизнь немножко пытается искать подобные сигналы в Космосе: эти усилия известны под названием «поиск внеземного разума» SETI. В течение прошлых десятилетий в рамках SETI продолжались исследования Проксимы Центавра, но оборудование было не слишком чувствительно к сигналам. Если бы жители Проксимы Центавра b круглосуточно посылали мощные сигналы в направлении Земли, их зафиксировали бы; а если бы они просто использовали радио для собственных нужд, как это делают радиостанции и радарные системы на Земле, то остались бы незамеченные.

Однако сейчас происходит сотрудничество между крупным новым проектом SETI, финансируемый российским миллиардером и любителем космических исследований Юрием Мильнером, и австралийским радиотелескопом Parkes и массивом телескопов Karoo (MeerKAT) в Южной Африке. По словам астрофизика Калифорнийского университета в Беркли Дэна Вертаймера, задействованного в программе Мильнера, теперь Проксимі Центавра b достанется гораздо больше внимания.

Наличие разумной жизни в ближайшей к Земле планетной системе, конечно, очень сомнительна. И даже присутствие любого вида жизни на Проксимі Центавра b отнюдь не гарантировано. Прежде всего есть сомнения относительно того, насколько атмосферы могут возникать и сохраняться на планетах вокруг красных карликов. Такие звезды большую часть своей жизни негорячие, но на ранних стадиях горят очень ярко. Если планета находится достаточно близко к такой звезде, чтобы оставаться теплой позже, то за короткую фазу горящей юности ее атмосфера может выгореть. И даже если такая судьба обойдет Проксиму Центавра b, планета все равно будет в мощном магнитном поле звезды и под вспышками ее короны. В целом красные тусклые карлики, впрочем, на них часто случаются самые разнообразные взрывы и вспышки, а рентгеновское излучение просто зашкаливает. Через эти факторы атмосфере сохраниться на такой планете может быть сложно, да и для жизни она не очень.

Путешествие начинается

Впрочем, все эти сомнения не помешают людям искать и дальше. Открытие Проксимы Центавра b может ускорить планы по созданию космических телескопов, разработанных специально для наблюдения за экзопланетами согласно методу так называемой звездной тени, то есть закрытие света от материнских звезд, а не коронографа. Звездная тень — это второй космический аппарат, который движется в одной формации с телескопом и заслоняет звезду, оставляя видимой только планету.

Самая радикальная форма продолжения исследований — идея межзвездного полета, над которой работает Мильнер параллельно со своим проектом SETI. Концепция заключается в том, что лучи света создают давление; мощный лазер, приведенный на космический аппарат с низкой массой, может в принципе разогнать его до значительной скорости по сравнению со скоростью света. На практике сделать это будет чрезвычайно трудно. Понадобятся сотни тысяч сопряженных вместе лазеров, которые должны образовать единый сплошной луч мощностью около 100 ГВт. Это примерно равно масимальному потреблению электроэнергии Францией. Космический аппарат должен, кроме того, весить всего несколько граммов, чтобы он мог находиться на острие луча и не поджариться, его нужно защитить от столкновений на большой скорости с частичками пыли, с которыми он обязательно встретится в дороге; а еще нужно найти способ транслировать данные на Землю, когда зонд достигнет места назначения. Но это может оказаться возможным. За следующие шесть лет программа Мильнера Starshot планирует потратить десятки миллионов долларов на испытания. Если результаты будут обнадеживающие, он может попробовать создать экспериментальную установку для «вістреливания» крошечных объектов лазером на высочайших скоростях, которых когда-либо достигала любая машина за исключением ускорителя элементарных частиц.

Замысел реального полета на Проксима Центавра b может показаться крайне вызывающим, но он подчеркивает самое главное в открытии этой планеты. Теперь изучение экзопланет приобрело новой конкретики. Это больше не вопрос статистики, моделей и населения, а вопрос конкретного небесного тела в конкретном месте, которое можно изучать на предмет наличия жизни всеми возможными методами. Поиски вокруг других соседних звезд, вместе с более подобными нашему Солнцу сестричками Проксимы Центавра — Альфами Центавра А и В, обнаружат еще больше таких объектов. Но Проксима Центавра b уже будет принадлежать особое место: она ближайшая и самая первая.

  1. Последние
  2. Популярные
Загрузка...

Новости технологий сегодня

Самые популярные метки