Примерное расстояние от земли до ближайшей экзопланеты. У экзопланеты земного типа впервые нашли атмосферу

Используя телескопы ESO и другие инструменты, астрономы получили несомненные доказательства существования планеты у ближайшей к Земле звезды – Проксимы Центавра. Это давно уже разыскивавшееся небесное тело, обозначаемое Proxima b, совершает оборот вокруг своей холодной красной звезды за 11 дней. Температура на его поверхности пригодна для существования воды. Планета относится к разряду каменных и немного превосходит Землю по массе. Это самая близкая к нам экзопланета и, возможно, ближайшее к Солнечной системе небесное тело, на котором может существовать жизнь. Красная карликовая звезда Проксима Центавра (Proxima Centauri) – ближайшая к Земле звезда, находящаяся на расстоянии чуть больше четырех световых лет от Солнечной системы. Это холодное светило в созвездии Центавра слишком тусклое, чтобы его можно было видеть невооруженным глазом. Оно расположено по соседству с гораздо более яркой двойной звездой альфа Центавра AB. В первом полугодии 2016 года Проксима регулярно наблюдалась на 3,6-метровом телескопе ESO обсерватории Ла Силья в Чили. Одновременно проводился ее мониторинг и на других телескопах по всему миру. Эту масштабную наблюдательную кампанию, получившую название «Бледно-красная точка» (Pale Red Dot), проводила группа астрономов под руководством Гиллема Англада-Эскуде (Guillem Anglada-Escudé) из Университета Королевы Марии в Лондоне (Queen Mary University). “Первые признаки существования планеты были замечены еще в 2013 году, но они были не вполне убедительными. С тех пор мы много и напряженно работали над решением этой задачи в кооперации с ESO и другими институтами. Последняя стадия кампании Pale Red Dot была спланирована примерно на два года”, – говорит Гиллем Англада-Эскуде. В результате объединения данных кампании Pale Red Dot с результатами более ранних наблюдений, выполненных в обсерваториях ESO и на других телескопах, было установлено, что Проксима Центавра периодически то движется по направлению к Земле, то удаляется от нее со скоростью около 5 км/ч (то есть, со скоростью пешехода). Период цикла изменений скорости составляет 11,2 дня. Тщательный анализ позволил сделать вывод о том, что вокруг Проксимы на расстоянии около 7 миллионов километров обращается планета с массой не менее 1,3 массы Земли. Красные карлики, каким является и Проксима, – активные звезды. Их блеск и спектральные характеристики могут меняться, и эту переменность можно принять за присутствие планеты. Чтобы исключить эту возможность, наблюдатели постоянно отслеживали переменность блеска звезды. За открытием новой планеты последуют дальнейшие наблюдения: Proxima b станет первоочередной мишенью для поисков жизни во Вселенной.

Каждый год исследователи космоса находят при помощи телескопов большое количество экзопланет, большая их часть – безжизненные каменные массы, которые находятся у дальних и неизученных звезд. Однако, можно обнаружить и довольно интересные экземпляры, происхождение и особенности которых не могут порой объяснить астрофизики. Эти экзопланеты земного типа, то есть они очень похожи на нашу планету, однако по большей части не пригодны для жизни.

В 2016 году астрофизики Европейской южной обсерватории нашли и подтвердили наличие землеподобной планеты, которая обращается около Проксимы Центавра (самая близкая к нашей Солнечной системе звезда). Они обнаружили, что Поксима b двигается в обитаемой зоне Проксимы Центавра. С того момента провели много исследований и разобрали множество сценариев. Ее назвали условно обитаемой, из-за предположительно положительных вариантов жизненного цикла планеты.

Так, при помощи определенного климатического ПО, научный коллектив с руководителем Энтони Д. Дель Джинио из Института исследований космоса им. Годдарда НАСА в США допустили, что планета мигрировала с окраин системы, где была в тот момент, когда родительская звезда формировала вспышки высокой мощности на близкие окрестности. А возможно, у планеты было на поверхности много воды, которая была потеряна до 90% из-за мощной радиации родной звезды, однако определенное количество воды все же сохранилось для возможности существования жизни.

Во время исследования специалисты использовали модель динамического океана, это позволило расширить возможные сценарии, по которым планета может быть обитаемой. На данный момент ученые допускают, что и Проксима b, и другие экзопланеты, которые обращаются вокруг карликов спектрального класса М, могут быть обитаемыми, даже при условии высокой активности родительских звезд.

«Суперземлю» — похожую на планету «Вулкан», родину персонажа киновселенной «Звездных воинов» Мистера Спока, ученые обнаружили недавно. Она, как и по сценарию фильма, входит в тройную звездную систему. Одной планетой этой системы является 40 Эдриан, обнаруженный раньше всех. Там же есть солнцеподобная звезда и эта загадочная планета. Она подобна Земле, но масса ее в 8 раз больше. Совершает полный оборот вокруг звезды за 42 земных дня.

Температура на «суперземле» выше, чем на нашей планете, однако, она все равно пригодная для жизни. На «Вулкане» вполне может существовать и расцветать цивилизация. Звезда этой планеты очень схожа характером и уровнями магнитной и вспышечной активности на наше Солнце. Ученые планируют и дальше следить за «Вулканом», чтобы понять, есть ли на нем жизнь.

Кеплер-16b – планета, настоящий аналог планеты Татуин из популярной киноленты «Звездные воины». Подобное название было дано потому, что она одна из малого количества экзопланет, обнаруженных учеными, которая вращается вокруг двойной звездной системы. Ее размер в 105 раз превышает размер Земли, а радиус в 8,5 раз больше. Ее атмосфера содержит в себе водород, метан и малое количество гелия. Находится Кеплер-16b в 200 с.л. от Земли и полностью оборачивается вокруг двух ее звезд за 627 дней по меркам нашей планеты. Это планета имеет вид Татуина, но не в состоянии поддержать жизнь.

Экзопланеты земного типа с крайне низкой и наиболее высокой температурами

OGLE-2016-BLG-1195Lb, или по-другому Ледяная планета, особенна тем, что показатели температуры могут изменяться с -220 до -186 *С. Она находится на расстоянии в 13 тыс. световых лет от нашей Солнечной системы. Ее обнаружили при помощи микролинзирования, она передвигалась около своей звезды, и кратковременно у нее снизилась яркость. Считается, что она состоит из воды. При должном технологическом оснащении в будущем ученые смогут понять, может ли там быть жизнь.

Кеплер-10b – самая маленькая из найденных экзопланет, и предполагается, что на ее поверхности находятся океаны жидкой лавы. Находится в 560 с.л. от нашей планеты. Это первая каменная планета, найденная за Солнечной системой. Температура на поверхности достигает 1400 *С. То есть, порода поверхности плавится, заполняет большие участки и образует океаны лавы. У нее высокая структурная плотность, а потому предполагается, что в Кеплер-10b есть очень много железа, потому горячая лава ярко красная.

KELT-9b – эта планета считается наиболее горячей экзопланетой среди тех, которые были обнаружены. Ее температура такая высокая, что она выжигает собственную массу. Расположена на расстоянии 650 световых лет и всегда повернута определенной стороной к ее звезде. Ее размер в 3 раза превышает Юпитер, это газовый гигант, температуру зафиксировали в 4315 *С. Для сравнения, у Солнца температура поверхности составляет 5505 *C. Ученые предполагают, что вскоре она исчезнет, полностью выгорая.

Экзопланеты земного типа, пригодные для жизни и очень на нее похожие

GJ 1214b – это планета воды, ее размер в 3 раза превысил размер Земли. Расположена она в 42 световых годах от Солнечной системы. Для сравнения, вся вода на Земле занимает лишь 0,05% массы планеты, а у GJ 1214b масса воды составляет 10% от целой ее массы. По мнению ученых, на этой планете находятся океаны глубиной до 1600 км. В толще воды этой планеты могут скрываться миллионы существ.

TrES-2b – это наиболее темная планета из всех найденных экзопланет. Она может отражать меньше 1% света своей звезды, достигающего ее. Ее обнаружили совершенно случайно, ведь она черная, как уголь. Расположена в 750 с.л. от Солнечной системы. Атмосфера планеты содержит в себе испаренный натрий, калий, оксид титана. Это может быть причиной ее отражательной способности. Однако в реальности объяснить такое явление не возможно, и даже если цивилизация на ней есть, такая особенность не позволит ее обнаружить.

Экзопланеты земного типа с необычными явлениями, оставшиеся загадкой для ученых

55 Рака е – планета, определенная сторона которой всегда находится повернутой к своей звезде, а потому вода на поверхности планеты находится одновременно в жидком виде и в виде газа. 55 Рака е расположена в 25 раз ближе к родной звезде, чем Меркурий к Солнцу, а полный оборот совершается за 18 часов. Масса планеты превышает земную в 7,8 раз, а радиус в 2 раза.

На найденной планете CoRoT-7b идет каменный снег. Температура одной поверхности, обращенной всегда к звезде, в среднем составила 2200 *С, а вот противоположной – -210 *С. Лава на повернутой части нагревается, выпаривается, что приводит к образованию массивных каменных облаков, конденсирующихся на противоположной стороне, в результате чего на поверхность осыпаются валуны.

HD 189733b – планета находится в 63 с.л. от Земли. На этой экзопланете скорость ветра достигает 8700 км/ч, и частицы из горячего стекла, которые производятся атмосферой из диоксида кремния, не падают на поверхность, а летят горизонтально во все стороны, разрезая при этом все, что попадается на пути, а потом падают на поверхность планеты.

PSR J1719-1438 b – планета алмазов. Расположена в 4 тыс. с.л. от Солнечной системы. Она в 5 раз по диаметру больше Земли. Мощная гравитационная сила и определенное давление превратили планету в цельный огромный алмаз.

NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyl Планета Kepler-452b в представлении художника

Астрономы уже нашли достаточно много экзопланет, являющихся потенциально жизнепригодными. В новой работе специалисты сфокусировались на количестве ультрафиолетового излучения, исходящего от родительской звезды и способного, как предполагается, способствовать развитию жизни: на этой основе исследователи определили планеты, на которых могла появиться жизнь наподобие жизни на нашей планете.

«Жизнь, как мы знаем, требует множество молекулярных структур, выполняющих различные функции внутри клетки, — объясняет астрофизик Пол Риммер (Paul Rimmer) из Кембриджского университета. — В том числе ДНК, РНК, белки и клеточные мембраны, которые состоят из относительно простых строительных блоков (липидов, нуклеотидов и аминокислот). Долгое время то, откуда появились данные строительные блоки, оставалось загадкой, однако недавно важные открытия помогли определить, каким образом они появились на поверхности Земли».

«К примеру, — объясняет Риммер, — подсвечивание ультрафиолетом синильной кислоты (химическое соединение, существующее в природе) в воде, при наличии отрицательно заряженного иона, такого как бисульфит, приводит к появлению простых сахаров». При подходящих условиях синильная кислота — которая в больших количествах содержится в протопланетных дисках — и отрицательно заряженный ион могут произвести огромные концентрации строительных блоков для жизни, однако для этого им необходим ультрафиолет.

В 2015 году исследователи продемонстрировали это экспериментально. Так, с помощью УФ-излучения и синильной кислоты им удалось создать липиды, аминокислоты и нуклеотиды, являющиеся компонентами живых клеток, однако без использования ультрафиолета реакция не состоялась.

Риммер и другие ученые использовали эти данные для нового исследования. Специалисты сравнили количество примененного УФ-излучения в эксперименте 2015 года с излучением, исходящим от звезд в системах планет — кандидатов «Кеплера» (потенциально жизнепригодных экзопланет, обнаруженных космическим телескопом «Кеплер»). На основании расчетов исследователи определили так называемую зону абиогенеза — расстояния от звезды, на котором планета получала бы достаточно УФ-излучения. (В список кандидатов «Кеплера» входят каменистые планеты, находящиеся в зоне обитаемости: не слишком близко и не слишком далеко от звезды — чтобы на планете могла существовать жидкая вода.)

Важно, как отмечается, чтобы звезда обладала температурой, схожей с таковой у Солнца: тогда зона обитаемости и зона абиогенеза пересекаются. Более холодные звезды же обычно испускают УФ-излучение в недостаточном количестве — если, конечно, на них не происходят частые вспышки: способны ли последние привести к возникновению строительных блоков для жизни, пока, как отмечают исследователи, остается неизвестным.

Планета Kepler 452-b (из-за возможного сходства с Землей ее назвали «Земля 2.0»), как установили специалисты, входит как в зону обитаемости, так и в зону абиогенеза. Кроме того, по словам исследователей, планета Kepler-62e, вероятно, входит в зону абиогенеза, однако она может быть не каменистой.

Телескоп «Кеплер», обнаруживший множество планет за пределами нашей Солнечной системы, в скором времени прекратит работать (у аппарата, как известно, заканчивается топливо). Однако на замену ему уже был запущен космический телескоп TESS (недавно он официально

Ещё Джордано Бруно считал, что вокруг звёзд должны существовать планеты. Но первая экзопланета была обнаружена только в октябре 1995 года. Именно тогда астрономы Мишель Майор и Дидье Келос заметили «покачивания» звезды . Планета, вызывающая покачивания, по массе близка к Юпитеру, но находится значительно ближе к своей звезде. В честь 20-летия со дня открытия 51 Пегаса b сотрудники составили список из 20 самых удивительных экзопланет.

Kepler-186 f

NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Kepler-186 f – это первая экзопланета земного типа, обнаруженная в обитаемой зоне солнцеподобной звезды. Вполне вероятно, что на Kepler-186 f есть вода в жидком состоянии. По размеру инозвездная планета напоминает Землю.

«Пока нам известна только одна планета, на которой существует жизнь – это Земля. Если мы хотим найти жизнь вне Солнечной системы, нам надо сосредоточить свои наблюдения на планетах земного типа. То, что мы нашли экзопланету, по размеру напоминающую Землю и расположенную в обитаемой зоне – это большой шаг вперёд», - прокомментировала открытие Kepler-186 f Элиза Кинтана из проекта по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт, работающая в исследовательском центре НАСА имени Эймса.

HD 209458 b

NASA, European Space Agency, Alfred Vidal-Madjar (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS)

HD 209458 b, известная также как Осирис, – первая экзопланета, которая была обнаружена за счёт небольшого снижения яркости звезды, вызванного прохождением планеты по её диску (транзитом). Благодаря этим наблюдениям ученые смогли определить характеристики HD 209458 b и начали применять этот метод для измерения параметров других планет.

Ученые заметили, что из-за чрезвычайно маленького расстояния до звезды HD 209458 b постепенно испаряется под воздействием тепла и звездного ветра. По этой причине эта экзопланета и получила второе имя Осирис (аллюзия на древнеегипетский миф, в котором Сет разрубил тело своего брата Осириса на части, чтобы тот не мог вернуться к жизни).

Планеты звезды Kepler-11

NASA/JPL-Caltech

Шесть экзопланет, обращающиеся вокруг звезды Kepler-11, – это первая планетная система, обнаруженная космической обсерваторией НАСА транзитным методом. Ученые установили, что орбиты всех шести планет располагаются очень близко друг к другу – так, орбиты первых пяти планет могли бы уместиться внутри орбиты Меркурия.

Благодаря открытию экзопланет звезды Kepler-11 астрономы поняли, что небольшие планетные системы, схожие с нашей, могут быть распространённым явлением.

NASA/JPL-Caltech

Kepler-16 b – это первая экзопланета, обнаруженная у двойной звезды. Планета необычна ещё и тем, что её орбита меньше радиуса, который считался внутренней границей для формирования планет в системе двойной звезды.

Kepler-16 b часто сравнивают с Татуином – планетой-пустыней из «Звёздных войн», также вращающейся вокруг двойной звезды. В киноэпопее Татуин была местом, где собирались контрабандисты и гангстеры всех мастей.

NASA/JPL-Caltech

51 Пегаса b – как раз та самая первая обнаруженная экзопланета. У 51 Пегаса b есть прозвище - «Беллерофонт», полученное в честь древнегреческого героя, укротившего коня Пегаса (аллюзия на созвездие Пегаса, в котором находится материнская звезда экзопланеты).

CoRoT 7 b

ESO/L. Calçada

CoRoT 7 b – первая открытая экзопланета, относящаяся к классу скалистых . К суперземлям относятся планеты, чья масса превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов – крупных планет с небольшой плотностью и кратким периодом суточного вращения (в Солнечной системе к таким планетам причисляют Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Обнаружение CoRoT 7 b показало, что вне нашей системы существуют планеты, по характеристикам напоминающие Землю. Возможно, некоторые суперземли окажутся обитаемыми.

NASA/Ames/JPL-Caltech

По мнению учёных из НАСА, Kepler-22 b – экзопланета, аналогов которой нет в нашей Солнечной системе. Газовый гигант находится в обитаемой зоне, и, возможно, на его поверхности есть вода. Радиус Kepler-22 b составляет 2,4 радиуса Земли. Астрономы не исключают, что на экзопланете может существовать жизнь.

NASA/Kepler Mission/Dana Berry

Kepler-10 b – одна из самых маленьких экзопланет, а также первая известная «железная экзопланета», состоящая, прежде всего, из насыщенного железом ядра с последующим тонким слоем мантии, либо без мантии.

Учёные полагают, что на поверхности Kepler-10 b может находиться океан из лавы.

Планеты звезды Kepler-444

Tiago Campante/Peter Devine

Звезда Kepler-444 и планеты, вращающиеся вокруг неё, – старейшая из известных система планет, похожих на Землю. Эта система примерно вдвое старше Солнечной. По мнению учёных, формироваться почти сразу после Большого Взрыва.

Когда Солнце только родилось, система Kepler-444 уже была старше, чем наша Солнечная система сейчас.

55 Рака e

NASA/JPL-Caltech

55 Рака e – суперземля, которая обращается вокруг своей звезды за 17 часов 41 минуту. Планета в 8 раз тяжелее Земли и расположена к звезде ближе, чем Меркурий расположен к Солнцу. При вращении 55 Рака е всегда повернута к своему «солнцу» только одной стороной.

Астрономы говорят, что 55 Рака е – первая скалистая экзопланета, на которой замечены резкие перепады температуры. Поверхность планеты является скорее всего безводной.

HD 189733 b

NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

HD 189733 b – одна из самых изученных экзопланет. По размеру она близка к Юпитеру и принадлежит к классу . Именно для HD 189733 b впервые удалось составить карту температуры на поверхности.

HD 189733 b является одной из самых «горячих» экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день.

Система PSR B1257+12

NASA/JPL-Caltech

PSR B1257+12 удивительна тем, что планеты в этой системе вращаются вокруг нейтронной звезды – звёздных остатков, являющихся результатом гравитационного коллапса массивной звезды во время взрыва сверхновой. Система PSR B1257+12 доказывает, что планеты можно обнаружить где угодно – даже у «обломков» звезды.

Планеты звезды K2-3

ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger/ L. Calcada

K2-3 – звезда типа красный карлик, вокруг которой вращаются три планеты типа суперземель. Ученые из НАСА полагают, что условия на этих экзопланетах могут быть пригодны для существования жизни.

Планеты звезды HR 8799

NRC-HIA, Christian Marois, Keck Observatory

HR 8799 – первая звезда, у которой было обнаружено сразу несколько экзопланет методом прямого наблюдения. Вокруг звезды вращаются как минимум три планеты. Орбиты дальних планет HR 8799 находятся в пределах протопланетного диска – околозвёздного диска, из которого впоследствии образуются планеты. Это один из самых массивных дисков, открытых вокруг звезды, находящейся в пределах 300 св. лет от нас.

Планеты звезды Kepler-36

Две планеты, вращающиеся вокруг звезды Kepler-36, обладают самыми огромными орбитами из зафиксированных на сегодняшний день. При этом их орбиты расположены аномально близко друг к другу.

Вполне вероятно, что Kepler-36 является субгигантом – звездой, в ядре которой иссякло водородное топливо.

NASA/JPL-Caltech

HD 114762 b была открыта в далёком 1989 году – за 6 лет до обнаружения первой «официальной» экзопланеты. Но объект посчитали коричневым карликом - инфракрасной звездой с массой меньше 8% массы Солнца, в недрах которой невозможно термоядерное горение обычного водорода.

NASA/Ames/JPL-Caltech

Kepler-452 b – экзопланета, которую из-за сходства с Землёй иногда называют «Земля 2.0». Kepler-452 b – первая планета околоземного размера, обнаруженная в обитаемой зоне похожей на Солнце звезды спектрального класса G2.

По мнению учёных, «двойник Земли» входит в список потенциально жизнепригодных экзопланет.

NASA/JPL-Caltech/UCSC

Астрофизики считают, что HD 80606 b «не стесняется своих эмоций» - на ней постоянно возникают штормы и дуют сильнейшие ветра.

Экзопланета находится в созвездии Большой Медведицы и обращается вокруг своей звезды за 111 дней по сильно вытянутой орбите.

Планеты звезды WASP-47

NASA/JPL-Caltech

Планетная система WASP-47 уникальна тем, что только в ней находится «горячий юпитер» с близко расположенными к нему планетными компаньонами.

Планета звезды OGLE-2005-BLG-390

NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

Планета звезды OGLE-2005-BLG-390 рассматривается учеными как первая суперземля, состоящая в основном изо льда.

Экзопланета совершает оборот вокруг своей материнской звезды за 3500 дней.

Источники:

20 Intriguing Exoplanets
20 Intriguing Exoplanets – Part 2 // NASA Jet Propulsion Laboratory

Возможно, будет полезно почитать: