A Kepler Űrtávcső 20 új exobolygót fedezett fel, amelyek halvány kis csillagok körül keringenek. Közülük öten vannak a lakható zónán belül. Vagyis ahol lehet folyékony víz és maga az élet. A Kepler csapata ezt az Amerikai Csillagászati Társaság Bolygókutatási Osztálya és az Európai Bolygókongresszus közös ülésén jelentette be.
A Föld nagyságú új bolygók, néha kissé kisebbek, néha nagyobbak, mint a Neptunusz (ezeket szuperföldeknek nevezik). Nagyon alkalmasak arra, hogy még számunkra is ott lakhassanak, anélkül, hogy a túlzott vonzerőtől meghajolnának, és anélkül, hogy a rendkívüli könnyedségtől elrepülnének az űrbe. Nagyon kicsi csillagok körül forognak - a K és M osztályú narancssárga és vörös törpék. Ezek a csillagok paraziták, amelyek megakadályozzák a tudósokat abban, hogy valami jelentőset megfigyeljenek. Mindenesetre Courtney Dressing, a felfedezést bemutató caltechi csillagász szinkronizálta őket.
Valóban mindenütt jelen vannak: a Galaxis csillagainak legfeljebb háromnegyede vörös törpe. Körülbelül 250 van közel, 30 fényéven belül a Napunktól (ami hozzájuk képest hatalmas, tízszer több). Maga Courtney, fiatal és csinos, ragaszkodik ahhoz, hogy lakható bolygókat keressenek ilyen halvány csillagok közelében. Az utóbbi években ez lett az úgynevezett trend vagy mainstream.
Szóval, vörös törpék. Halvány csillagok, amelyek kevesebb, mint a naptömeg tíz százaléka, fotoszférájuk hőmérséklete 3500 kelvin és alacsonyabb, ami majdnem a fele a Nap hőmérsékletének. Hipotetikusan azonban még egy billió évet élhetnek, ami túlmutat a legerőszakosabb képzelet horizontján. Az egész univerzum csak 13,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődött. Ez idő alatt sok csillag született és halt meg, és a törpék százszor hosszabb ideig kívánnak létezni. A fizikusok egyike sem vállalkozik arra, hogy megjósolja, hogy mi lesz a világgal ilyen hosszú ideig, de ha minden "úgy marad, mint korábban", akkor az M-osztályú csillagokban nagy valószínűséggel felmerülhet az élet. Ha még nem fogant.
A Kepler-20f egy exobolygó, amely a Lyra csillagképben kering a Kepler-20 csillag körül. Tömeg - 0,66 földtömeg. A pálya a szülőcsillagtól a negyedik. Egy év a bolygón 19 földi napig tart
Fotó: NASA / Kepler küldetés
Az idegen élet után a földlakók reményei csalódásokkal váltakoznak. Senki sem ír üzeneteket a földi elmének a földönkívülitől, sehol sem látunk egyértelmű nyomokat még a primitív szervezeteknek sem. Remélem a Marsot - majdnem leállt. Most Európában, a Jupiter holdjában reménykedünk. De leginkább a remény természetesen az exobolygókon van (olyan bolygókon, amelyek olyan csillag körül keringenek, amely nem a Nap).
Promóciós videó:
Az első exobolygót Alexander Wolschan lengyel csillagász fedezte fel 1990-ben. Kiszámította, hogy az egyik neutroncsillagnak két nagyobb bolygója van, mint a Föld: az egyik 3,4-szeres, a másik 2,8-szoros. Azóta számos bolygót fedeztek fel más csillagok közelében, és ma a jelöltekkel együtt (még nem erősített jelek) körülbelül ötezer ismert.
Akkor mi a szenzáció? Az a tény, hogy több bolygó méretének és lakható zónájának egyaránt hasonló volt a Földhöz. Ilyen felfedezések még mindig ritkák, bár van egy olyan érzés, hogy itt van, megkezdődött. Például nyáron egy földszerű bolygót találtak a hozzánk legközelebbi csillag - a vörös törpe Proxima Centauri - közelében. A chilei La Silla Obszervatórium megfigyelései alapján számították ki.
De a Kepler-távcső továbbra is a Naprendszeren kívüli világokról szóló hírek legfőbb szolgáltatója. Miért kezdett nemrég ennyi Föld nagyságú bolygót és szuperföldet találni? Roman Rafikov, a Cambridge-i Egyetem (Egyesült Királyság) és a Haladó Tanulmányok Intézetének (Princeton, USA) asztrofizika professzora válaszolt erre a kérdésre folyóiratunknak:
- Nem mondanám, hogy ez egy újabb trend. Kepler szinte a küldetés kezdetétől nyitotta meg őket, és ez már öt év. Természetesen ő volt az első, aki olyan nagy bolygókat talált, mint a Jupiter, amelyek a legerősebb jelet adják, amikor áthaladnak a csillag korongján. A Földhöz hasonló bolygóról érkező tranzitjel jelentősen, 100-szorosa, gyengébb, ezért az ilyen eseményekhez sok tranzitot kell nyomon követnie a statisztikák gyűjtése érdekében. Időbe telt, de a misszió kezdetétől fogva a Kepler olyan bolygókat produkált, mint a Neptunusz, és a Földhöz hasonló méretűek.
A Kepler űrtávcső optikai rendszerének része
Fotó: NASA / Kepler küldetés
A Napnál kisebb tömegű csillagok megfigyelése abban jó, hogy tranzit közben egy kis bolygó eltakarja a csillag korongjának nagyobb részét, mint egy olyan csillag áthaladása során, mint a Nap. Ugyanis a csillag fényességének relatív csökkenése jelzés az áthaladás során. Ezért mindig könnyebb megtalálni ott a kis bolygókat is. Vannak speciális projektek, például a MEarth, amelyek csak ilyen rendszerekre szakosodtak.
Van ott élet? A kérdés a kutatás jelenlegi szakaszában két részre oszlik. Először: ott elvileg lehetséges? Másodszor: képesek vagyunk észlelni?
Kezdjük az elsővel. A lakható zóna meglehetősen primitív fogalom. Ez csak a csillag körüli terület, amelyen belül a víz a bolygó felszínén folyékony formában létezhet. Nem túl közel ahhoz, hogy a víz gőzzé váljon, és nem túl messze, hogy megfagyjon. Ha van víz, biokémiai reakciók mennek végbe a sejtekben. Bevezettük ezt a koncepciót abból az egyszerű okból, hogy a földi életen kívül más életet nem láttunk. Ezért hasonlót keresünk.
A vörös törpék halvány, hideg csillagok. Lakható zónájuk sokkal közelebb van, mint a Napé. Ha ott élnénk, a Földnek a Merkúr pályáján belül kell mozognia ahhoz, hogy elegendő hőt kapjon. És lennének problémák. A legkézenfekvőbb a sugárzás: röntgensugarak, erős fellángolások. Csak a légkör és fellángolások esetén a mágneses mező védhet ez ellen.
Egy másik probléma a közeli világítótest gravitációja. Árapályerei ugyanúgy lelassíthatják a bolygó forgását, mint a Föld lelassítják a Holdat (ezért műholdunk mindig az egyik oldalunk felé fordul). Akkor mindig forró nap lenne a bolygó egyik oldalán, a másik pedig fagyos kozmikus éjszaka lenne. Az ilyen körülmények természetesen nem járulnak hozzá az élet megjelenéséhez, de van egy lehetőség, amikor a bolygó rezonanciába esik a csillag gravitációjával, és még mindig forog, ahogy a Merkúrnál történt. A harmadik probléma a csillagszél: a vörös törpéből kiszabaduló töltött részecskék patakjai évmilliárdok alatt egyszerűen az űrbe fújhatják a légkört.
A Proxima b bolygó a Proxima Centauri csillag körül forog a lakható zónában
Fotó: ESA / Hubble és a NASA
Vannak modellek ezeknek a nehézségeknek a megkerülésére. És mivel vannak modellek, akkor valahol a Galaxisban megvalósíthatók. Különösen, ha figyelembe vesszük a körülöttük lévő kis csillagok és bolygók számát (a modern becslések szerint több tucat, ha nem százmilliárd van).
Tegyük fel, hogy e bolygók egyikén van élet, amely biokémiájában hasonló a Földhöz. Melyek a jelek a megtalálásához? A válasz a következő: először igazolja a folyékony víz és a légkör jelenlétét, majd keresse meg a biomarkereket, amelyek közül az első a szabad oxigén. Az a tény, hogy a légkör oxigénje szinte kizárólag az élő szervezetek fotoszintézisének eredményeként jelenhet meg. Természetesen fizikai és kémiai folyamatok is létrehozzák, de nem ilyen mennyiségben. Több feltételnek kell teljesülnie ahhoz, hogy ez a gáz önmagában megjelenhessen. Általánosságban elmondható, hogy ha oxigén van a légkörben, akkor a lakhatóság lehetősége nagymértékben megnő. Eddig nem találtak ilyen bolygókat. Elvileg lehet tanulmányozni a légkörüket? Ezért - földi távcsövekkel és űrközeli csillagvizsgálóval?
"Valami, kiderül, már most is lehetséges" - mondja Roman Rafikov. - Például a nemrégiben felfedezett TRAPPIST-1 rendszer három, a Föld nagyságának megfelelő bolygót tartalmaz, amelyek rövid pályák körül keringenek - másfél és két nap két belső bolygó esetében - egy törpe csillag körül. Tömege 8%, sugara pedig a nap 11% -a, a fényesség 2000-szer kisebb, mint a Napé. Ebben az esetben a csillag 40 fényévnyire van tőlünk, nagyon közel.
A közelmúltban egy nemzetközi kutatócsoport a Hubble Űrtávcsővel vizsgálta e bolygók atmoszféráját átviteli spektroszkópia segítségével. Ebben a módszerben a tranzit során megfigyeléseket végeznek - mérik a csillag fényének abszorpcióját a bolygó légkörében a benne lévő kémiai elemeknek megfelelő hullámhosszakon. Ez nagyon nehéz megfigyelés, mert a bolygó végtagjában a légkörnek csak egy kis része vesz részt. Ebben az esetben a jel erősítése érdekében a megfigyelők megvárták, amíg mindkét belső bolygó - amelyek a lakható zónában ülnek - egyszerre haladnak át a csillag korongján. Kombinált jelüket mértük. Jó ötlet.
Az eredmény azt mutatta, hogy ezek a bolygók nem tartalmazhatnak kiterjesztett hidrogénatmoszférát felhők nélkül. De más lehetőségek továbbra is fennállnak - például egy erősen felhős légkör, mint például a vénusz vagy a vízgőz. Tehát a bolygórendszer további kutatási területe óriási.
A jövőben az új amerikai JWST infravörös távcső (James Webb űrtávcső, a tervek szerint 2018-ban lesz működőképes) többé-kevésbé rutinszerűvé teszi az ilyen megfigyeléseket.
Jól? Megtartjuk az öklünket. Várunk.
A JWST űrteleszkóp tükrei (James Webb űrtávcső)
Fotó: NASA