Есть ли другие Земли?
Группа из примерно 60 астрономов только что сообщила об открытии трех новых экзопланет, вращающихся вокруг карликовой звезды М-типа на расстоянии около 73 световых лет от нас.
Они использовали новый спутниковый телескоп NASA для поиска экзопланет TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite). Запущенный в апреле 2018 года, TESS является преемником ныне неработающего спутника Kepler, который был чрезвычайно успешной машиной для поиска планет. Около двух третей всех экзопланет, открытых на сегодняшний день, а сейчас их более 4000, были обнаружены Кеплером.
Сейчас мы вступили в новую эру астрономии, когда далекие планеты обнаруживаются в быстром темпе. Теперь мы можем говорить о «сравнительной планетологии», новой области астрономии, посвященной изучению свойств разных миров, их классификации по размеру, массе, составу, (приблизительно) составу атмосферы и расстоянию от родительской звезды.
Основная цель - сравнить их с Землей. Когда астрономы говорят о «суперЗемле», они имеют в виду каменистую планету с радиусом больше, чем у Земли; «суб-Нептун» - это газообразная планета с меньшим радиусом, чем у Нептуна.
Экзопланеты - это планеты, вращающиеся вокруг других звезд в нашей галактике. (И звезды в других галактиках, но они слишком далеко, чтобы их можно было обнаружить… пока.) Карликовая звезда М-типа (или красная карликовая звезда) - самая маленькая и самая холодная звезда, наиболее распространенная в Млечном Пути. По некоторым оценкам, около трех четвертей звезд в нашей галактике - карликовые звезды М-типа. Для сравнения, наше Солнце - желтый карлик, примерно в пять раз массивнее красного карлика. Всего около 3 процентов звезд являются желтыми карликами, такими как наше Солнце.
Недавняя находка выявила то, что астрономы называют планетами типа «недостающее звено», с массой ниже Нептуна. Две из трех новых экзопланет, вращающихся вокруг красного карлика TOI-270, являются субпланетами Нептуна.
Блоха на прожекторе
Если вас все это не удивляет, полезно перечитать вышеизложенное. Найти планету, вращающуюся вокруг другой звезды, намного сложнее, чем найти блоху перед прожектором. То, как это делают астрономы, по крайней мере, с миссиями Kepler и TESS, заключается в том, чтобы исследовать очень незначительное затемнение звездного света, когда перед ним проходит планета. Представьте, что вы измеряете затемнение прожектора, когда по нему прыгает блоха. Теперь отодвиньте прожектор очень далеко, чтобы он выглядел как точечный источник. С этим изображением вы начинаете понимать, насколько тонким и захватывающим является открытие экзопланет.
Главная мотивация, конечно же, состоит в том, чтобы выяснить, насколько редка или распространена наша планета. Если бы было много похожих на Землю планет, не только похожих по размеру и составу, но и расположенных в так называемой «обитаемой зоне» звезды - области, где вода, если бы она присутствовала на поверхности планеты, была бы жидкой… тогда вероятность того, что в таких мирах может быть какая-то жизнь, возрастает. Как сообщила моя коллега из Дартмута Элизабет Ньютон в недавнем открытии молодой экзопланеты, вращающейся вокруг относительно молодой звезды: «Одна из общих целей астрономии - понять общую картину того, как мы сюда попали, как формируются солнечные системы и галактики и почему. Находя солнечные системы, которые отличаются от наших, особенно молодые, мы можем надеяться узнать, почему Земля и наша собственная солнечная система развивались именно так».
Итак, все сводится к одному из самых захватывающих вопросов, которые мы можем задать в науке, тому, который дети в возрасте от пяти до девяноста лет задают во всех культурах нашей планеты: одиноки ли мы в мире? вселенная или нет? Изучение других слов, их истории, местонахождения и свойств позволяет нам выяснить нашу собственную историю и понять, насколько она исключительна или нет. Мы живем в это особенное время, когда мы действительно можем начать отвечать на этот вопрос.
На данный момент мы все еще далеки от того, чтобы знать, есть ли жизнь в других мирах. Очевидно, учитывая, что существует так много миров (триллионы только в нашей галактике) и что законы физики и химии одинаковы во всей Вселенной (это мы знаем с уверенностью), ожидания от значительной части ученых это да, должны быть другие миры с жизнью. В противном случае, как сказала героиня Джоди Фостер в фильме «Контакт» (по роману Карла Сагана), «[это] кажется ужасной тратой места».
У жизни нет «плана»
Но жизнь не так проста, как большие числа. Существует почти разрыв между тем, как ученые-физики и биологи думают об этом вопросе. (Конечно, в обеих группах есть исключения.) Биологи склонны быть более осторожными с такими экстраполяциями, слишком хорошо зная, что жизнь невероятно сложна. Есть много поистине головокружительных шагов, чтобы перейти от неживого к первым живым существам, а затем к сложным одноклеточным, а затем к многоклеточным существам. У жизни нет «плана» усложнения со временем; жизнь заботится об эффективном воспроизводстве. Если виды хорошо адаптированы, мутации мало что дадут. Вопрос о том, как жизнь возникла на Земле, остается открытым.
Теперь мы знаем, и это чрезвычайно важно, что история жизни планеты - детали ее эволюции, от ее атмосферы до космических столкновений и сейсмической активности - запечатлена на ее поверхности. существа. Существует двусторонняя связь между историей планеты и тем видом жизни, который она поддерживает. Планета обеспечивает базовую поддержку жизни, и жизнь воздействует на планету и изменяет ее.
Сейчас Земля сильно отличается от того, что было три миллиарда лет назад, когда на ней жили только одноклеточные организмы. Действия живых существ изменили планету, в частности резко повысив уровень кислорода в атмосфере. Без этого нас бы здесь не было. Мы также можем видеть это на примере нашей собственной разрушительной деятельности и того, как она отпечатывается на Земле.
Урок ясен: доминирующие виды могут изменить свой мир, сознательно или неосознанно. Еще неизвестно, вдохновит ли то, что мы узнаем о нашей планете и ее дальних родственниках, на переосмысление того, как мы относимся к нашему миру и существам, с которыми мы его делим.