nasáklá země

V lednu 2020 NASA oznámila, že sonda TESS objevila svou první potenciálně obyvatelnou exoplanetu velikosti Země obíhající kolem hvězdy vzdálené asi 100 světelných let.

Planeta je součástí Systém TOI 700 (TOI znamená TESS Předměty zájmu) je malá, relativně studená hvězda, tedy trpaslík spektrální třídy M, v souhvězdí Zlaté rybky, která má jen asi 40 % hmotnosti a velikosti našeho Slunce a polovinu teploty jeho povrchu.

Objekt pojmenovaný TOI 700 d a je jednou ze tří planet obíhajících kolem svého středu, nejvzdálenější od něj, přičemž každých 37 dní projde cestou kolem hvězdy. Je umístěn v takové vzdálenosti od TOI 700, aby byl teoreticky schopen udržet na hladině kapalnou vodu, která se nachází v obyvatelné zóně. Přijímá asi 86 % energie, kterou naše Slunce dává Zemi.

Simulace prostředí vytvořené výzkumníky pomocí dat ze satelitu Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) však ukázaly, že TOI 700 d se může chovat velmi odlišně od Země. Protože se otáčí synchronně se svou hvězdou (to znamená, že jedna strana planety je vždy za denního světla a druhá ve tmě), způsob, jakým se tvoří mraky a fouká vítr, pro nás může být trochu exotický.

1. Porovnání Země a TOI 700 d, s vizualizací zemského systému kontinentů na exoplanetě

Astronomové svůj objev potvrdili s pomocí NASA. Spitzerův vesmírný dalekohledkterá právě ukončila svou činnost. Toi 700 byla zpočátku chybně klasifikována jako mnohem teplejší, což vedlo astronomy k domněnce, že všechny tři planety jsou příliš blízko u sebe, a proto jsou příliš horké na to, aby podporovaly život.

Emily Gilbertová, členka týmu University of Chicago, řekla během prezentace objevu. -

Vědci doufají, že v budoucnu budou nástroje jako např Vesmírný dalekohled Jamese Webbakteré NASA plánuje umístit do vesmíru v roce 2021, budou schopni určit, zda mají planety atmosféru a mohou studovat její složení.

Vědci k tomu použili počítačový software hypotetické modelování klimatu planeta TOI 700 d. Protože zatím není známo, jaké plyny mohou být v její atmosféře, byly testovány různé možnosti a scénáře, včetně možností, které předpokládají moderní atmosféru Země (77 % dusíku, 21 % kyslíku, metanu a oxidu uhličitého), pravděpodobné složení atmosféry Země před 2,7 miliardami let (většinou metan a oxid uhličitý) a dokonce i atmosféra Marsu (spousta oxidu uhličitého), která tam pravděpodobně existovala před 3,5 miliardami let.

Z těchto modelů bylo zjištěno, že pokud atmosféra TOI 700 d obsahuje kombinaci metanu, oxidu uhličitého nebo vodní páry, planeta by mohla být obyvatelná. Nyní musí tým tyto hypotézy potvrdit pomocí zmíněného Webbova teleskopu.

Simulace klimatu provedené NASA zároveň ukazují, že jak zemská atmosféra, tak tlak plynu nestačí k udržení kapalné vody na jejím povrchu. Pokud bychom na TOI 700 d dali stejné množství skleníkových plynů jako na Zemi, povrchová teplota by byla stále pod nulou.

Simulace všech zúčastněných týmů ukazují, že klima planet kolem malých a tmavých hvězd, jako je TOI 700, je velmi odlišné od toho, co zažíváme na naší Zemi.

Zajímavé novinky

Většina toho, co víme o exoplanetách neboli planetách obíhajících kolem sluneční soustavy, pochází z vesmíru. Skenoval oblohu v letech 2009 až 2018 a našel více než 2600 XNUMX planet mimo naši sluneční soustavu.

NASA poté předala štafetu objevů sondě TESS(2), vypuštěné do vesmíru v dubnu 2018 v prvním roce provozu, a také devíti stovkám nepotvrzených objektů tohoto typu. Při hledání planet neznámých astronomům observatoř prohledá celou oblohu, protože viděla dost 200 XNUMX. nejjasnější hvězdy.

2. Tranzitní družice pro průzkum exoplanet

TESS využívá řadu širokoúhlých kamerových systémů. Je schopen studovat hmotnost, velikost, hustotu a oběžnou dráhu velké skupiny malých planet. Satelit pracuje podle metody vzdálené vyhledávání poklesů jasu potenciálně ukazující na planetární tranzity - průchod objektů na oběžné dráze před tvářemi jejich mateřských hvězd.

Poslední měsíce byly sérií mimořádně zajímavých objevů, jednak díky stále relativně nové vesmírné observatoři, jednak za pomoci dalších přístrojů, včetně těch pozemních. V týdnech před naším setkáním s dvojčetem Země se objevila zpráva o objevu planety obíhající kolem dvou sluncí, stejně jako Tatooine z Hvězdných válek!

Planeta TOI 1338 b nalezený XNUMX světelných let daleko, v souhvězdí Umělce. Jeho velikost je mezi velikostmi Neptunu a Saturnu. Objekt zažívá pravidelná vzájemná zatmění svých hvězd. Otáčejí se kolem sebe v patnáctidenním cyklu, jeden je o něco větší než naše Slunce a druhý je mnohem menší.

V červnu 2019 se objevily informace, že doslova na našem vesmírném dvorku byly objeveny dvě planety zemského typu. Uvádí to článek publikovaný v časopise Astronomy and Astrophysics. Obě lokality se nacházejí v ideální zóně, kde se může tvořit voda. Pravděpodobně mají skalnatý povrch a obíhají kolem Slunce, tzv hvězda Tigarden (3), která se nachází pouhých 12,5 světelných let od Země.

- řekl hlavní autor objevu, Matyáš Zechmeister, výzkumný pracovník, Ústav astrofyziky, Univerzita v Göttingenu, Německo. -

3. Hvězdný systém Teegarden, vizualizace

Zajímavé neznámé světy objevené TESS loni v červenci se točí kolem UCAC stars4 191-004642, sedmdesát tři světelných let od Země.

Planetární systém s hostitelskou hvězdou, nyní označený jako TOI 270, obsahuje nejméně tři planety. jeden z nich, TOI 270 str, o něco větší než Země, další dva jsou mini-Neptuny, patřící do třídy planet, které v naší sluneční soustavě neexistují. Hvězda je studená a málo jasná, asi o 40 % menší a méně hmotná než Slunce. Jeho povrchová teplota je asi o dvě třetiny vyšší než teplota našeho vlastního hvězdného společníka.

Sluneční soustava TOI 270 se nachází v souhvězdí Umělce. Planety, které ji tvoří, obíhají tak blízko hvězdy, že jejich oběžné dráhy se vejdou do doprovodného satelitního systému Jupiteru (4).

4. Srovnání systému TOI 270 se systémem Jupiter

Další průzkum tohoto systému může odhalit další planety. Ty, které obíhají dále od Slunce než TOI 270 d, mohou být dostatečně chladné na to, aby zadržely kapalnou vodu a nakonec daly vzniknout životu.

TESS stojí za bližší prozkoumání

Navzdory poměrně velkému počtu objevů malých exoplanet je většina jejich mateřských hvězd vzdálena mezi 600 a 3 metry. světelných let od Země, příliš daleko a příliš tmavý pro podrobná pozorování.

Na rozdíl od Keplera je hlavním cílem TESS najít planety kolem nejbližších sousedů Slunce, které jsou dostatečně jasné, aby je bylo možné nyní a později pozorovat jinými přístroji. Od dubna 2018 do současnosti TESS již objevil více než 1500 kandidátských planet. Většina z nich je více než dvakrát větší než Země a oběžná dráha jim trvá méně než deset dní. V důsledku toho dostávají mnohem více tepla než naše planeta a jsou příliš horké na to, aby na jejich povrchu mohla existovat kapalná voda.

Je to kapalná voda, která je potřeba k tomu, aby se exoplaneta stala obyvatelnou. Slouží jako živná půda pro chemikálie, které se mohou vzájemně ovlivňovat.

Teoreticky se má za to, že exotické formy života by mohly existovat v podmínkách vysokého tlaku nebo velmi vysokých teplot – jako je tomu v případě extrémofilů nalezených v blízkosti hydrotermálních průduchů nebo u mikrobů ukrytých téměř kilometr pod západním antarktickým ledovým příkrovem.

Objev takových organismů však umožnil fakt, že lidé mohli přímo studovat extrémní podmínky, ve kterých žijí. Bohužel se je nepodařilo detekovat v hlubokém vesmíru, zejména ze vzdálenosti mnoha světelných let.

Hledání života a dokonce i bydlení mimo naši sluneční soustavu je stále zcela závislé na vzdáleném pozorování. Viditelné kapalné vodní plochy, které vytvářejí potenciálně příznivé podmínky pro život, mohou interagovat s atmosférou nahoře a vytvářet na dálku detekovatelné biologické podpisy viditelné pozemskými dalekohledy. Mohou to být plynná složení známá ze Země (kyslík, ozón, metan, oxid uhličitý a vodní pára) nebo složky atmosféry starověké Země, například před 2,7 miliardami let (hlavně metan a oxid uhličitý, ale ne kyslík). ).

Při hledání místa „tak akorát“ a planety, která tam žije

Od objevu 51 Pegasi b v roce 1995 bylo identifikováno přes XNUMX exoplanet. Dnes s jistotou víme, že většina hvězd v naší galaxii a vesmíru je obklopena planetárními systémy. Ale jen několik desítek nalezených exoplanet jsou potenciálně obyvatelné světy.

Co dělá exoplanetu obyvatelnou?

Hlavní podmínkou je již zmíněná kapalná voda na povrchu. Aby to bylo možné, potřebujeme v první řadě tuto pevnou plochu, tzn. skalnatá půdaale také prostředía dostatečně husté, aby vytvořily tlak a ovlivnily teplotu vody.

Také potřebujete pravá hvězdakterá na planetu nesráží příliš mnoho radiace, která odfoukává atmosféru a ničí živé organismy. Každá hvězda, včetně našeho Slunce, neustále vyzařuje obrovské dávky záření, proto by bylo nepochybně pro existenci života přínosem se před ní chránit. magnetické polejak je produkováno zemským tekutým kovovým jádrem.

Protože však mohou existovat i jiné mechanismy ochrany života před zářením, je to pouze žádoucí prvek, nikoli nutná podmínka.

Tradičně se astronomové zajímají životní zóny (ekosféry) ve hvězdných soustavách. Jsou to oblasti kolem hvězd, kde převládající teplota brání vodě v neustálém varu nebo zamrzání. O této oblasti se často mluví. "Zóna Zlatovlaski"protože „tak akorát pro život“, což odkazuje na motivy oblíbené dětské pohádky (5).

5. Zóna života kolem hvězdy

A co zatím víme o exoplanetách?

Dosavadní objevy ukazují, že rozmanitost planetárních systémů je velmi, velmi velká. Jediné planety, o kterých jsme asi před třemi desetiletími něco věděli, byly ve sluneční soustavě, takže jsme si mysleli, že malé a pevné objekty obíhají kolem hvězd a teprve dále od nich je prostor vyhrazený pro velké plynné planety.

Ukázalo se však, že žádné „zákony“ ohledně umístění planet neexistují vůbec. Setkáváme se s plynnými obry, kteří se téměř třou o své hvězdy (tzv. horkými Jupitery), i s kompaktními systémy relativně malých planet, jako je TRAPPIST-1 (6). Někdy se planety pohybují po velmi excentrických drahách kolem dvojhvězd a existují také „putující“ planety, s největší pravděpodobností vyvržené z mladých systémů, volně plující v mezihvězdné prázdnotě.

6. Vizualizace planet systému TRAPPIST-1

Místo blízké podobnosti tedy vidíme velkou rozmanitost. Pokud se to stane na systémové úrovni, proč by se tedy podmínky exoplanet měly podobat všemu, co známe z bezprostředního okolí?

A když půjdeme ještě níže, proč by formy hypotetického života měly být podobné těm, které známe?

Super kategorie

Na základě dat shromážděných Keplerem v roce 2015 vědec z NASA vypočítal, že naše galaxie samotná má miliard planet podobných ZemiI. Mnoho astrofyziků zdůraznilo, že se jedná o konzervativní odhad. Další výzkum skutečně ukázal, že Mléčná dráha by mohla být domovem 10 miliard pozemských planet.

Vědci se nechtěli spoléhat pouze na planety nalezené Keplerem. Metoda tranzitu použitá v tomto dalekohledu je vhodnější pro detekci velkých planet (jako je Jupiter) než planet velikosti Země. To znamená, že Keplerova data pravděpodobně trochu falšují počet planet, jako je ta naše.

Slavný dalekohled pozoroval drobné poklesy jasu hvězdy způsobené planetou procházející před ní. Větší objekty pochopitelně blokují více světla ze svých hvězd, což usnadňuje jejich rozpoznání. Keplerova metoda byla zaměřena na malé, ne nejjasnější hvězdy, jejichž hmotnost byla asi třetina hmotnosti našeho Slunce.

Keplerův dalekohled, i když není příliš dobrý v hledání planetek, našel poměrně velké množství takzvaných super-Zemí. Tak se nazývají exoplanety s hmotností větší než Země, ale mnohem menší než Uran a Neptun, které jsou 14,5krát a 17krát těžší než naše planeta.

Termín „super-Země“ tedy odkazuje pouze na hmotnost planety, což znamená, že se nevztahuje na povrchové podmínky nebo obyvatelnost. Existuje také alternativní termín „plynových trpaslíků“. Podle některých může být přesnější pro objekty v horní části masové škály, i když se častěji používá jiný termín – již zmíněný „mini-Neptun“.

Byly objeveny první superzemě Alexandr Volščan i Dalea Fraila kolem pulsar PSR B1257+12 v roce 1992. Dvě vnější planety systému jsou poltergeysti fobetor - mají hmotnost asi čtyřikrát větší než hmotnost Země, což je příliš malé na to, aby šlo o plynné obry.

První super-Země kolem hvězdy hlavní sekvence byla identifikována týmem pod vedením Řeka Eugenioy v roce 2005. Točí se to dokola Glize 876 a obdržel označení Gliese 876 d (Dříve byli v tomto systému objeveni dva plynní obři velikosti Jupitera). Jeho odhadovaná hmotnost je 7,5krát větší než hmotnost Země a doba rotace kolem ní je velmi krátká, asi dva dny.

Ve třídě super-Earth jsou ještě žhavější objekty. Například objeven v roce 2004 55 Kankri je, nacházející se čtyřicet světelných let daleko, obíhá kolem své hvězdy v nejkratším cyklu ze všech známých exoplanet – pouhých 17 hodin a 40 minut. Jinými slovy, rok při 55 Cancri e trvá méně než 18 hodin. Exoplaneta obíhá asi 26krát blíže ke své hvězdě než Merkur.

Blízkost hvězdy znamená, že povrch 55 Cancri e je jako vnitřek vysoké pece s teplotou minimálně 1760°C! Nová pozorování ze Spitzerova dalekohledu ukazují, že 55 Cancri e má hmotnost 7,8krát větší a poloměr mírně větší než dvojnásobek Země. Výsledky Spitzera naznačují, že zhruba jednu pětinu hmotnosti planety by měly tvořit prvky a lehké sloučeniny, včetně vody. Při této teplotě to znamená, že by tyto látky byly v „superkritickém“ stavu mezi kapalinou a plynem a mohly by opustit povrch planety.

Ale super-Země nejsou vždy tak divoké Loni v červenci objevil mezinárodní tým astronomů pomocí TESS novou exoplanetu svého druhu v souhvězdí Hydra, asi jedenatřicet světelných let od Země. Položka označená jako GJ 357 d (7) dvojnásobný průměr a šestinásobek hmotnosti Země. Nachází se na vnějším okraji rezidenční oblasti hvězdy. Vědci se domnívají, že na povrchu této super-Země může být voda.

ona řekla Diana Kosakovska výzkumný pracovník na Institutu Maxe Plancka pro astronomii v Heidelbergu v Německu.

7. Planeta GJ 357 d - vizualizace

Systém na oběžné dráze kolem trpasličí hvězdy, přibližně o třetinové velikosti a hmotnosti našeho Slunce a o 40 % chladnější, je doplňován terestrickými planetami. GJ 357 b a další super země GJ 357 s. Studie systému byla publikována 31. července 2019 v časopise Astronomy and Astrophysics.

Loni v září vědci oznámili, že nově objevená super-Země, vzdálená 111 světelných let, je „dosud nejlepším známým kandidátem na stanoviště“. Objeven v roce 2015 dalekohledem Kepler. K2-18b (8) velmi odlišné od naší domovské planety. Má více než osminásobek své hmotnosti, což znamená, že jde buď o ledového obra jako Neptun, nebo o skalnatý svět s hustou atmosférou bohatou na vodík.

Dráha K2-18b je sedmkrát blíže ke své hvězdě, než je vzdálenost Země od Slunce. Protože však objekt obíhá kolem tmavě červeného trpaslíka M, nachází se tato dráha v zóně potenciálně příznivé pro život. Předběžné modely předpovídají, že teploty na K2-18b se pohybují od -73 do 46 °C, a pokud má objekt přibližně stejnou odrazivost jako Země, jeho průměrná teplota by měla být podobná té naší.

– řekl astronom z University College London během tiskové konference, Angelos Ciaras.

Je těžké být jako země

Zemský analog (také nazývaný dvojče Země nebo planeta podobná Zemi) je planeta nebo měsíc s podmínkami prostředí podobnými těm, které se nacházejí na Zemi.

Tisíce dosud objevených exoplanetárních hvězdných soustav se liší od naší sluneční soustavy, což potvrzuje tzv hypotéza vzácných zeminI. Filosofové však upozorňují, že vesmír je tak obrovský, že někde musí existovat planeta téměř totožná s tou naší. Je možné, že v daleké budoucnosti bude možné pomocí technologie uměle získat analogy Země tzv. . Nyní módní teorie více teorií také naznačují, že pozemský protějšek by mohl existovat v jiném vesmíru nebo dokonce být jinou verzí Země samotné v paralelním vesmíru.

V listopadu 2013 astronomové oznámili, že na základě dat z dalekohledu Kepler a dalších misí by v obyvatelné zóně hvězd podobných Slunci a červených trpaslíků v galaxii Mléčná dráha mohlo být až 40 miliard planet velikosti Země.

Statistické rozložení ukázalo, že nejbližší z nich mohou být od nás vzdáleny maximálně dvanáct světelných let. Ve stejném roce bylo potvrzeno, že několik kandidátů objevených Keplerem s průměry menšími než 1,5násobek poloměru Země jsou hvězdami obíhajícími v obyvatelné zóně. Nicméně až v roce 2015 byl oznámen první kandidát blízko Zemi – egzoplanetę Kepler-452b.

Pravděpodobnost nalezení analogu Země závisí hlavně na vlastnostech, kterým se chcete podobat. Standardní, ale ne absolutní podmínky: velikost planety, povrchová gravitace, velikost a typ mateřské hvězdy (tj. sluneční analog), orbitální vzdálenost a stabilita, axiální sklon a rotace, podobná geografie, přítomnost oceánů, atmosféry a klimatu, silná magnetosféra. .

Pokud by tam existoval složitý život, lesy by mohly pokrývat většinu povrchu planety. Pokud by existoval inteligentní život, některé oblasti by mohly být urbanizovány. Hledání přesných analogií se Zemí však může být zavádějící vzhledem k velmi specifickým okolnostem na Zemi a v jejím okolí, například existence Měsíce ovlivňuje mnoho jevů na naší planetě.

Planetary Habitability Laboratory na University of Puerto Rico v Arecibu nedávno sestavil seznam kandidátů na pozemské analogy (9). Nejčastěji tento typ klasifikace začíná velikostí a hmotností, ale to je iluzorní kritérium, dané například nám blízkou Venuší, která je téměř stejně velká jako Země a jaké podmínky na ní panují. , je známo.

9. Nadějné exoplanety - potenciální analogy Země, podle Planetary Habitability Laboratory

Dalším často citovaným kritériem je, že zemský analog musí mít podobnou povrchovou geologii. Nejbližší známé příklady jsou Mars a Titan, a přestože existují podobnosti, pokud jde o topografii a složení povrchových vrstev, existují také významné rozdíly, jako je teplota.

Mnoho povrchových materiálů a tvarů terénu totiž vzniká pouze jako výsledek interakce s vodou (například jíl a sedimentární horniny) nebo jako vedlejší produkt života (například vápenec nebo uhlí), interakce s atmosférou, sopečná činnost, nebo lidský zásah.

Podobnými procesy tedy musí vzniknout skutečná analogie Země, která má atmosféru, sopky interagující s povrchem, kapalnou vodu a nějakou formu života.

V případě atmosféry se předpokládá i skleníkový efekt. Nakonec se použije povrchová teplota. Je ovlivněna klimatem, které je zase ovlivněno oběžnou dráhou a rotací planety, z nichž každá přináší nové proměnné.

Dalším kritériem pro ideální analogii životodárné země je, že musí oběžné dráze kolem slunečního analogu. Tento prvek však nelze plně ospravedlnit, protože příznivé prostředí je schopno poskytnout místní vzhled mnoha různých typů hvězd.

Například v Mléčné dráze je většina hvězd menší a tmavší než Slunce. Jeden z nich byl zmíněn dříve TRAPPIST-1, se nachází ve vzdálenosti 10 světelných let v souhvězdí Vodnáře a je asi 2krát menší a 1.krát méně jasné než naše Slunce, ale v jeho obyvatelné zóně se nachází nejméně šest terestrických planet. Tyto podmínky se mohou zdát pro život, jak jej známe, nepříznivé, ale TRAPPIST-XNUMX má pravděpodobně před sebou delší život než naše hvězda, takže život tam má ještě spoustu času na vývoj.

Voda pokrývá 70 % povrchu Země a je považována za jednu z železných podmínek existence nám známých forem života. Vodní svět je s největší pravděpodobností planeta Kepler-22b, který se nachází v obyvatelné zóně hvězdy podobné Slunci, ale je mnohem větší než Země, její skutečné chemické složení zůstává neznámé.

Provedený v roce 2008 astronomem Michaela Meyerováa z University of Arizona studie kosmického prachu v blízkosti nově vzniklých hvězd, jako je Slunce, ukazují, že 20 až 60 % analogů Slunce máme důkazy o formování kamenných planet v procesech podobných těm, které vedly k formování Země.

V 2009 městě Alan Boss z Carnegie Institute of Science navrhl, že pouze v naší galaxii může Mléčná dráha existovat 100 miliard planet podobných Zemih.

V roce 2011 NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL), rovněž na základě pozorování z mise Kepler, dospěla k závěru, že přibližně 1,4 až 2,7 % všech hvězd podobných Slunci by mělo obíhat kolem planet velikosti Země v obyvatelných zónách. To znamená, že jen v galaxii Mléčná dráha by mohly být 2 miliardy galaxií a za předpokladu, že tento odhad platí pro všechny galaxie, v pozorovatelném vesmíru by mohlo být dokonce 50 miliard galaxií. 100 kvintilionů.

V roce 2013 Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pomocí statistické analýzy dalších údajů Keplera navrhlo, že existuje alespoň 17 miliard planet velikost Země - bez zohlednění jejich umístění v obytných oblastech. Studie z roku 2019 ukázala, že planety velikosti Země by mohly obíhat jednu ze šesti hvězd podobných Slunci.

Vzor na podobizně

Index podobnosti Země (ESI) je navrhovaná míra podobnosti planetárního objektu nebo přirozeného satelitu se Zemí. Byl navržen na stupnici od nuly do jedné, přičemž Zemi byla přiřazena hodnota jedna. Parametr má usnadnit porovnávání planet ve velkých databázích.

ESI, navržený v roce 2011 v časopise Astrobiology, kombinuje informace o poloměru planety, hustotě, rychlosti a povrchové teplotě.

Webové stránky spravované jedním z autorů článku z roku 2011, Abla Mendes z University of Puerto Rico, uvádí své výpočty indexů pro různé exoplanetární systémy. ESI Mendesa se vypočítá pomocí vzorce uvedeného v ilustrace 10kde x_i jejich_i0 jsou vlastnosti mimozemského těla ve vztahu k Zemi, v_i vážený exponent každé vlastnosti a celkový počet vlastností. Bylo postaveno na základě Bray-Curtisův index podobnosti.

Váha přiřazená každé vlastnosti, w_i, je jakákoli možnost, kterou lze vybrat pro zvýraznění určitých funkcí nad ostatními nebo pro dosažení požadovaných prahových hodnot indexu nebo hodnocení. Web také kategorizuje to, co popisuje jako možnost života na exoplanetách a exo-měsících podle tří kritérií: umístění, ESI a návrh možnosti udržení organismů v potravním řetězci.

Výsledkem bylo, že se například ukázalo, že druhý největší ESI ve sluneční soustavě patří Marsu a má hodnotu 0,70. Některé z exoplanet uvedených v tomto článku toto číslo překračují a některé byly nedávno objeveny Tigarden b má nejvyšší ESI ze všech potvrzených exoplanet, 0,95.

Když mluvíme o Zemi podobných a obyvatelných exoplanetách, nesmíme zapomenout na možnost obyvatelných exoplanet nebo satelitních exoplanet.

Existence jakýchkoli přirozených extrasolárních satelitů musí být ještě potvrzena, ale v říjnu 2018 Prof. David Kipping oznámila objev potenciálního exoměsíce obíhajícího kolem objektu Kepler-1625b.

Velké planety sluneční soustavy, jako je Jupiter a Saturn, mají velké měsíce, které jsou v některých ohledech životaschopné. V důsledku toho někteří vědci navrhli, že velké extrasolární planety (a binární planety) mohou mít podobně velké potenciálně obyvatelné satelity. Měsíc dostatečné hmotnosti je schopen nést atmosféru podobnou Titanu i kapalnou vodu na povrchu.

V tomto ohledu jsou obzvláště zajímavé masivní extrasolární planety, o kterých je známo, že se nacházejí v obyvatelné zóně (jako Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b a HD 37124 c), protože potenciálně mají přirozené družice s kapalnou vodou na povrchu.

Život kolem rudé nebo bílé hvězdy?

Astronomové, vyzbrojeni téměř dvěma desetiletími objevů ve světě exoplanet, si již začali vytvářet obrázek o tom, jak by mohla vypadat obyvatelná planeta, i když většina se zaměřila na to, co už víme: planeta podobná Zemi obíhající kolem žlutého trpaslíka. naše. Slunce, klasifikované jako hvězda hlavní posloupnosti typu G. A co menší červené M-hvězdy, kterých je v naší Galaxii mnohem více?

Jaký by byl náš domov, kdyby obíhal kolem červeného trpaslíka? Odpověď je trochu podobná Zemi a z velké části ne.

Z povrchu takové pomyslné planety bychom v první řadě viděli velmi velké slunce. Zdálo by se, že jeden a půl až třikrát více, než co máme nyní před očima, vzhledem k blízkosti oběžné dráhy. Jak název napovídá, slunce bude svítit červeně kvůli své nižší teplotě.

Červení trpaslíci jsou dvakrát teplejší než naše Slunce. Zpočátku se taková planeta může Zemi zdát trochu cizí, ale ne šokující. Skutečné rozdíly se stanou zjevnými, až když si uvědomíme, že většina těchto objektů rotuje synchronně s hvězdou, takže jedna strana je vždy obrácena ke své hvězdě, jako to dělá náš Měsíc k Zemi.

To znamená, že druhá strana zůstává opravdu tmavá, jelikož nemá přístup ke zdroji světla – na rozdíl od Měsíce, který je z druhé strany mírně osvětlen Sluncem. Ve skutečnosti se obecně předpokládá, že část planety, která zůstala ve věčném denním světle, by shořela a ta, která se ponořila do věčné noci, by zamrzla. Nicméně... nemělo by to tak být.

Astronomové po léta vylučovali oblast červeného trpaslíka jako loviště Země, protože věřili, že rozdělení planety na dvě zcela odlišné části neučiní ani jednu z nich neobyvatelnou. Někteří však poznamenávají, že atmosférické světy budou mít specifickou cirkulaci, která způsobí, že se na slunečné straně budou hromadit husté mraky, aby se zabránilo intenzivnímu záření ve spalování povrchu. Cirkulující proudy by také distribuovaly teplo po celé planetě.

Toto zahušťování atmosféry by navíc mohlo poskytnout důležitou denní ochranu proti dalším radiačním rizikům. Mladí červení trpaslíci jsou během prvních několika miliard let své činnosti velmi aktivní, vyzařují světlice a ultrafialové záření.

Hustá mračna pravděpodobně ochrání potenciální život, i když hypotetické organismy se pravděpodobně schovávají hluboko v planetárních vodách. Ve skutečnosti se dnes vědci domnívají, že záření, například v ultrafialové oblasti, vývoj organismů nenarušuje. Ostatně raný život na Zemi, ze které pocházejí všechny nám známé organismy, včetně homo sapiens, se vyvíjel v podmínkách silného UV záření.

To odpovídá podmínkám přijatým na nejbližší nám známé exoplanetě podobné Zemi. Astronomové z Cornell University tvrdí, že život na Zemi zažil silnější záření, než jaké známe Proxima-b.

Proxima-b, která se nachází pouhých 4,24 světelných let od Sluneční soustavy a je nejbližší kamennou planetou podobnou Zemi, kterou známe (ačkoli o ní nevíme téměř nic), přijímá 250krát více rentgenového záření než Země. Na svém povrchu může také zažít smrtelné úrovně ultrafialového záření.

Předpokládá se, že podmínky podobné Proximě-b existují pro TRAPPIST-1, Ross-128b (téměř jedenáct světelných let od Země v souhvězdí Panny) a LHS-1140b (čtyřicet světelných let od Země v souhvězdí Cetus). systémy.

Jiné předpoklady se týkají výskyt potenciálních organismů. Protože by tmavě červený trpaslík vyzařoval mnohem méně světla, existuje hypotéza, že pokud by planeta, která kolem něj obíhá, obsahovala organismy podobné našim rostlinám, musely by pro fotosyntézu absorbovat světlo v mnohem širším rozsahu vlnových délek, což by znamenalo, že by „exoplanety“ mohly být podle nás téměř černý (viz také: ). Zde je však na místě si uvědomit, že na Zemi jsou známé i rostliny s jinou barvou než zelenou, pohlcující světlo trochu jinak.

V poslední době se vědci zajímají o další kategorii objektů – o bílé trpaslíky, velikostně podobné Zemi, kteří nejsou striktně hvězdami, ale vytvářejí kolem sebe relativně stabilní prostředí, vyzařující energii po miliardy let, což z nich dělá zajímavé cíle pro exoplanetární výzkum. .

Jejich malá velikost a v důsledku toho velký tranzitní signál možné exoplanety umožňuje pozorovat případné kamenné planetární atmosféry teleskopy nové generace. Astronomové chtějí využívat všechny vybudované a plánované observatoře, včetně teleskopu Jamese Webba, pozemského Extrémně velký dalekohledstejně jako budoucnost происхождения, HabEx i LUVUARpokud vzniknou.

V této úžasně se rozšiřující oblasti výzkumu, výzkumu a průzkumu exoplanet je jeden problém, v tuto chvíli nevýznamný, ale může se časem stát naléhavým. No, pokud se nám díky stále pokročilejším přístrojům konečně podaří objevit exoplanetu – dvojče Země, které splňuje všechny složité požadavky, naplněné vodou, vzduchem a teplotou tak akorát, a tato planeta bude vypadat „svobodně“ , pak bez technologie, která umožňuje letět tam v nějaké rozumné době, uvědomovat si, že to může být muka.

Ale takový problém zatím naštěstí nemáme.