НАСА: ближайшая к Земле экзопланета может быть пригодна для жизни
- Николай Воронин
- Корреспондент по вопросам науки и технологий
Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.
Автор фото, ESO/M. Kornmesser/PA Wire
Подпись к фото,Примерно так, по расчетам НАСА, должна выглядеть Проксима b
На орбите Проксимы Центавра — ближайшей к нашему Солнцу звезды — обращается планета, удивительно похожая на Землю.
Ее обнаружили в августе 2016 года, и уже тогда стало понятно, что Проксима b находится в так называемой «зоне Златовласки» — то есть на таком расстоянии от звезды, что теоретически там могут существовать условия, пригодные для жизни.
С тех пор ученые во всем мире пытались проверить, так ли это на самом деле.
Поначалу расчеты не очень обнадеживали.
Сразу несколько исследователей пришли к выводу, что солнечная активность Проксимы Центавра слишком велика, чтобы на планете могли сохраниться атмосфера или вода в жидком виде.
Однако теперь ученые НАСА объявили, что Проксима b все же может оказаться пригодной для жизни. И более того, это даже весьма вероятно.
«Множество сценариев»
Следует признать, что в целом у планет вроде Проксимы b — тех, что обращаются вокруг красных карликов, — не слишком много шансов сохранить пригодные для жизни условия.
- Как уничтожить все живое на Земле? Не так легко, как кажется
- Исследуя новые миры: где искать внеземную жизнь?
- НАСА запустило «охотника за планетами». Он будет искать новые миры
Во-первых, такая близость к звезде с большой вероятностью должна спровоцировать так называемый бесконтрольный парниковый эффект и привести к испарению океанов.
Именно это, по всей видимости, произошло когда-то с Венерой.
Во-вторых, в этой зоне планета должна быть под непрерывным воздействием жесткого излучения и солнечного ветра, что также со временем должно привести к потере воды и атмосферы.
Однако пока мы слишком мало знаем об истории Проксимы b, и последние расчеты показывают, что существует как минимум несколько сценариев, при которых планета могла сохранить пригодные для жизни условия.
«Возможно, Проксима b изначально сформировалась без атмосферы, или атмосфера присутствовала, но в самой звездной системе было очень мало воды. А может, атмосфера была разреженной, но с большим количеством воды. Или даже не разреженной, а очень плотной. Этого мы пока просто не знаем», — объясняет один из авторов новой работы Энтони Дель Дженио.
Проксима Центавра относится к типу красных карликов. Звезды этого типа меньше и холоднее, чем наше Солнце, так что планета должна находиться на довольно близком расстоянии, чтобы получать достаточно тепла.
Автор фото, ESO/M. Kornmesser/PA Wire
Подпись к фото,Расстояние до Проксимы b — примерно 40 трлн км (4,22 световых года)
Пропустить Подкаст и продолжить чтение.
Подкаст
Что это было?
Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.
эпизоды
Конец истории Подкаст
Однако в начале своего жизненного цикла красные карлики куда ярче и горячее. Так что, даже если изначально на Проксиме b и были пригодные для жизни условия, планета могла уже слишком нагреться к тому моменту, когда там теоретически могла зародиться жизнь.
И тем не менее, как отмечается в исследовании, существует множество сценариев, при которых планета могла стать — и до сих пор остаться — обитаемой.
Например, вполне можно допустить, что Проксима b сформировалась подальше от звезды и лишь со временем перешла на нынешнюю орбиту — тогда планета вполне могла избежать перегрева и жесткого излучения молодого светила.
Кроме того, судя по расчетам, нельзя исключить вариант, что изначально на планете было очень много воды — может быть, в 10 раз больше, чем на Земле. Тогда, даже если Проксима b потеряла 90% влаги, ее будет все равно достаточно для того, чтобы хватило на целый океан.
Есть вероятность и того, что изначально планету окружало плотное водородное облако, которое приняло на себя основной удар молодой звезды и «испарилось», оставив под собой пригодную для жизни атмосферу.
Всё дело в морских течениях
Допустив, что на Проксиме b есть вода и атмосфера, ученые создали несколько трехмерных моделей планеты с разными вариантами атмосферы — в том числе похожей на земную (где преобладает азот) или марсианскую (углекислый газ).
Варьировались и другие данные: толщина атмосферы и ее плотность, уровень солености и глубина океанов, а также различное соотношение суши и воды на поверхности планеты.
Как объясняет Дель Дженио, он и его коллеги впервые включили в модель «динамичный океан» — то есть океан, в котором присутствуют морские течения, переносящие теплую воду в более холодные регионы.
Все предыдущие модели исходили из того, что вода на планете лишь нагревается и остывает, но никуда при этом не движется.
И картина совершенно изменилась. С учетом морских течений во всех просчитанных вариантах на поверхности Проксимы b должна была сохраниться вода в жидком виде.
Более того, в случае синхронного вращения (наиболее известный пример такого вращения — наша Луна) передача тепла между темной стороной планеты и стороной, развернутой к звезде, должна была сделать пригодной для жизни всю ее поверхность — даже ту, что никогда не видела солнечного света.
«Так что, если на Проксиме b есть атмосфера и вода, у планеты очень неплохие шансы быть пригодной для жизни», — заключает Дель Дженио.
Существование жизни на ближайшей к нам экзопланете крайне маловероятно
7K
Like Love Haha Wow Sad Angry
124
Анализ космической погоды в системе красного карлика Проксима Центавра показал губительную для жизни среду.
Астрономам впервые удалось обнаружить четкую связь между видимыми оптическими вспышками и радиоизлучением, поступающим от звезд. Применив разработанный метод для анализа космической погоды в системе ближайшего к нам красного карлика Проксима Центавра, они пришли к неутешительным выводам – существование в ней жизни в известной нам форме, скорее всего, невозможно. Результаты исследования представлены в журнале The Astrophysical Journal.
«В системе Проксима Центавра проживает каменистая экзопланета, располагающаяся в обмитаемой зоне. Но, учитывая, что звезда является холодным маленьким красным карликом, ее планета располагается очень близко к ней, гораздо ближе, чем Меркурий к Солнцу. Это делает потенциальную жизнь крайне уязвимой перед опасным излучением», – рассказывают авторы исследования.
Экзопланета Proxima b в представлении художника. Credit: ESO/M. KornmesserВ последнее десятилетие за пределами Солнечной системы обнаружено более 4 тысяч планет.
Это достижение повысило надежды на обнаружение такой, где условия будут идентичны земным и может развиваться жизнь. Но звезды, подобные Солнцу, составляют лишь 7 процентов от всего населения нашей Галактики. При этом красные карлики, такие как Проксима Центавра – 70 процентов звезд Млечного Пути.
Солнце регулярно испускает горячие облака плазмы во время событий, известных как «выбросы корональной массы». Однако Земля находится на достаточно большом удалении от него по сравнению с потенциально обитаемыми мирами в системах красных карликов, поэтому излучение не так губительно для нас. Кроме этого, мощное магнитное поле нашей планеты защищает жизнь от яростных солнечных вспышек.
Выброс корональной массы, произошедший на Солнце во время вспышки 29 ноября 2020 года. Credit: NASA, SDO«Вероятно, изучение космической погоды в системах красных карликов принесет нам только плохие новости, так как планеты вокруг них, скорее всего, подвержены звездным вспышкам и выбросам плазмы.
Это не лучшее место для жизни», – отмечают авторы исследования.
Проксима Центавра – враждебная для жизни звезда
«Вероятность того, что наблюдаемая вспышка на Проксима Центавра и полученный радиосигнал от нее не были связаны – один шанс из 128 тысяч», – пояснили авторы исследования.
Снимок Проксима Центавра, сделанный космическим телескопом «Hubble». Credit: NASAРасчеты ученых показали, что любые планеты вблизи Проксима Центавра подвергаются сильной атмосферной эрозии, в результате которой губительное для жизни интенсивное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение достигает их поверхности.
Спасет ли магнитное поле?
Сколько экзопланет имеют магнитные поля, подобные земному – открытый вопрос.
Взаимодействие магнитного поля Земли с потоком солнечной радиации в представлении художника. Credit: NASA Goddard’s scientific visualization studioАстрономам до сих пор не удалось обнаружить магнитные поля у экзопланет, и в будущем найти их может оказаться непросто. Один из возможных способов определения наличия магнитного поля – поиск полярных сияний, подобных тем, что наблюдаются на Земле и, например, на Юпитере.
«Но даже если бы существовали магнитные поля, учитывая близость планет, располагающихся в обитаемой зоне, к своим красным карликам, этого может быть недостаточно для их защиты», – заключили авторы исследования.
Список ближайших экзопланет земной группы | Astronomy Wiki
Этот список содержит ближайшие известные в настоящее время земные внесолнечные миры, вращающиеся на расстоянии не менее 50 световых лет от Солнечной системы.
Они могут состоять в основном из силикатных пород и/или металлов. В пределах Солнечной системы планеты земной группы являются внутренними планетами, ближайшими к Солнцу.
Ближайшая внесолнечная планета к Земле — Проксима Центавра b, планета земного типа и, возможно, пригодная для жизни, расположенная на расстоянии 4,22 световых года от нас.
Обнаружены внесолнечные планеты земного типа (неполные)[]
Следует отметить, что этот список почти наверняка не является всеми земными мирами вблизи нашей Солнечной системы, а просто списком ближайших из них, которые были доказаны существует. Список содержит 34 экзопланеты, 11 из которых, вероятно, находятся в «обитаемой зоне» своих звезд.
Примерно 2000 звезд находятся на расстоянии до 50 световых лет от Солнечной системы, из них 64 звезды G-типа, такие как Солнце. Целых 15% из них могут содержать планету размером с Землю в обитаемой зоне.
4 ноября 2013 года астрономы сообщили, основываясь на данных космической миссии «Кеплер», что в обитаемых зонах солнцеподобных звезд и красных карликов внутри Галактики Млечный Путь может находиться до 40 миллиардов планет размером с Землю.
. 11 миллиардов из этих предполагаемых планет могут вращаться вокруг солнцеподобных звезд. Ближайшая такая планета может быть на расстоянии 12 световых лет от нас.
24 августа 2016 года астрономы объявили об открытии каменистой планеты в обитаемой зоне Проксимы Центавра, ближайшей к Земле звезды. Планета, названная Проксима b, в 1,3 раза больше массы Земли и имеет период обращения примерно 11,2 земных дня. Другим вероятным кандидатом является Альфа Центавра, ближайшая к Земле звездная система, похожая на Солнце, расположенная на расстоянии 4,37 световых года от нас. По оценкам, вероятность найти обитаемую планету вокруг альфы Центавра A или B составляет примерно 85%. Альфа Центавра является целью нескольких миссий по поиску экзопланет, в том числе Breakthrough Starshot и Mission Centaur, последняя из которых описана в документальном фильме 2016 года «В поисках Земли Проксима».
Примечания:
- M⊕ = масса Земли
- R⊕ = радиусы Земли
| Имя | Концептуальное изображение | Расстояние | Масса | Радиус | Поверхностная гравитация | Температура | Большая полуось | Эксцентриситет | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Проксима Центавра б | 4,22 световых года | >1,27 М⊕ | ~1,1 Р⊕ | 234 К (-39 °С; -38 °F) | 0,05 | <0,35 | |||
| Проксима Центавра c | 4,22 световых года | >7 М⊕ | 39 К (-234 ° С; -389 ° F) | 1,489 | 0,04 | ||||
| Росс 128 б | 11,03 световых года | >1,40 М⊕ | |||||||
| Люйтен б | 12,20 световых лет | >2,89 М⊕ | >1,35 Р⊕ | 259 К (-14 ° С; 6 ° F) | 0,091 | 0,10 | |||
| Волк 1061b | 13,8 световых года | >1,36 М⊕ | >1,44 Р⊕ | ||||||
| Волк 1061с | 13,8 световых года | >4,3 М⊕ | >1,64 Р⊕ | ||||||
| Волк 1061d | 13,8 световых года | >5,21 М⊕ | >2,04 Р⊕ | ||||||
| Глизе 876 д | 15 световых лет | 6,8 М⊕ | 650 К (376 ° С; 710 ° F) | 0,021 | 0,21 | ||||
| Глизе 682 б | 16 световых лет | >2 М⊕ | |||||||
| Глизе 832 с | 16,16 световых лет | >5,4 М⊕ | 295 К (22 ° С; 72 ° F) | 0,162 | 0,03 | ||||
82 Г. Эридана б | 19,71 световых лет | >2,7 М⊕ | 660 К (387 ° С; 728 ° F) | 0,1207 | 0 | ||||
| 82 Г. Эридана c | 19,71 световых года | >2,4 М⊕ | 508 К (235 ° С, 454 ° F) | 0,2036 | 0 | ||||
| 82 Г. Эридана д | 19,71 световых года | >4,8 М⊕ | 388 К (115 ° С; 238 ° F) | 0,3499 | 0 | ||||
| Глизе 581е | 20 световых лет | >1,7 М⊕ | 0,029 | 0 | |||||
| Глизе 581c | >5,6 М⊕ | 0,072 | 0 | ||||||
| Глизе 581d | 20 световых лет | >5,6 М⊕ | 2,34 Р⊕ | 1,27 г | 233 К (-41 °С; -40 °F) | 0,218 | 0 | ||
| HD 219134 б | 21 световой год | 4,5 М⊕ | 1,6 Р⊕ | 700 К (426 ° С; 800 ° F) | 0,218 | 0 | |||
| Глизе 667C б | 22 световых года | 6,30 М⊕ | 1,44 г | 445 К (172 ° С, 341 ° F) | 0,05 | 0,09 | |||
| Глизе 667C c | 22 световых года | 3,7 М⊕ | 1,32 г | 302 К (28 ° С; 83 ° F) | 0,13 | 0,34 | |||
| 61 Вирджиния б | 28 световых лет | >5,1 М⊕ | 0,050 | 0,12 | |||||
| HD 85512 б | 36 световых лет | >3,6 М⊕ | 1,74 Р⊕ | 1,33 г | 351 К (78 ° С, 172 ° F) | 0,26 | 0,11 | ||
| ГДж 180 б | 38 световых лет | >2,3 М⊕ | 312 К (38 ° С; 101 ° F) | ||||||
| ТРАППИСТ-1b | 39,5 световых лет | ||||||||
| ТРАППИСТ-1с | 39,5 световых лет | ||||||||
| ТРАППИСТ-1d | 39,5 световых лет | 282 К (9 ° С; 47 ° F) | |||||||
| ТРАППИСТ-1e | 39,5 световых лет | 246 К (-27 ° С; -16 ° F) | |||||||
| ТРАППИСТ-1ф | 39,5 световых лет | 219 К (-54 ° С; -65 ° F) | |||||||
| ТРАППИСТ-1г | 39,5 световых лет | 198 К (-75 ° С; -104 ° F) | |||||||
| ТРАППИСТ-1ч | 39,5 световых лет | 169 К (-104 ° С; -155 ° F) | |||||||
| 55 Рак и | 40 световых лет | 8,6 М⊕ | 2573 К (2300 ° С; 4172 ° F) | 0,016 | 0,17 | ||||
| HD 40307 б | 42 световых года | >4,2 М⊕ | 0,047 | 0,2 | |||||
| HD 40307 с | 42 световых года | >6,8 М⊕ | 0,081 | 0,06 | |||||
| HD 40307 д | 42 световых года | >9,2 М⊕ | 0,134 | 0,07 | |||||
| HD 40307 е | 42 световых года | >3,5 М⊕ | 0,1886 | 0,15 | |||||
| HD 40307 ф | 42 световых года | >5,2 М⊕ | 385 К (112 ° С; 233 ° F) | 0,600 | 0,29 | ||||
| HD 40307 г | 42 световых года | >7,1 М⊕ | 284 К (11 ° С; 51 ° F) | 0,600 | 0,29 |
Примечание: научного консенсуса относительно земного состава большинства планет в списке нет.
Следует добавить еще одно замечание: состав атмосферы и атмосферное давление большинства внесолнечных планет неизвестны. Температура поверхности оценивается на основе компьютерных моделей и мнений экспертов, но температура поверхности может быть совершенно другой в зависимости от других факторов.
Статистика[]
| Расстояние | Находится в пределах жилой зоны | Все |
|---|---|---|
| < 10 световых лет | 1 | 2 системы |
| < 20 световых лет | 6 | 15 |
| < 30 световых лет | 8 | 22 |
| < 40 световых лет | 10 | 24 |
| < 50 световых лет | 11 | 31 |
Контент сообщества доступен по лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.
Вот сколько людей нам пришлось бы отправить на Проксиму Центавра, чтобы убедиться, что кто-то действительно прибудет
Космос
Поскольку для достижения ближайшей звезды к нашему Солнцу потребуется не менее 6300 лет, достаточно мужчин и женщин, чтобы произвести многие генетически здоровые поколения должны были бы совершить это путешествие.
Автор:
- Emerging Technology со страницы arXivarchive
22 июня 2018 г.
Если люди когда-нибудь захотят колонизировать галактику, нам нужно будет совершить путешествие к ближайшей звезде с обитаемой планетой. В прошлом году астрономы подняли вопрос о том, что у нашего ближайшего соседа, Проксимы Центавра, есть несколько потенциально обитаемых экзопланет, которые могли бы соответствовать всем требованиям.
Проксима Центавра находится на расстоянии 4,2 световых года от Земли, расстояние, которое можно было бы преодолеть примерно за 6300 лет с использованием современных технологий.
Такое путешествие заняло бы много поколений. Действительно, большинство вовлеченных людей никогда не увидят Землю или ее экзопланетный аналог. Эти люди должны будут размножаться друг с другом на протяжении всего путешествия таким образом, чтобы гарантировать прибытие здоровой команды на Проксиму Центавра.
И тут возникает интересный вопрос. Какова самая маленькая команда, которая могла бы поддерживать генетически здоровую популяцию в течение этого периода времени?
Сегодня мы получили ответ благодаря работе Фредерика Марина из Страсбургского университета и Камиллы Белуффи из исследовательской компании Casc4de во Франции. Они рассчитали вероятность выживания для миссий различного масштаба и правила размножения, которые потребуются для достижения успеха.
Сначала немного предыстории. Космические ученые и инженеры изучили различные способы достижения ближайших звезд. Проблема, конечно же, заключается в огромных расстояниях и сравнительно умеренных скоростях, которыми может управлять пилотируемый космический корабль.
Аполлон-11 двигался со скоростью около 40 000 километров в час, что позволило бы ему добраться до Проксимы Центавра более чем за 100 000 лет. Но с тех пор космические корабли стали быстрее. Зонд Parker Solar Probe, который будет запущен в этом году, будет двигаться со скоростью более 700 000 километров в час, что составляет около 0,067 процента светового потока.
Итак, Марин и Белуффи используют это как скорость, достижимую с помощью современных космических технологий. «При такой скорости межзвездное путешествие все равно займет около 6300 лет, чтобы достичь Проксимы Центавра b», — говорят они.
Подбор экипажа для такого космического путешествия с участием нескольких поколений будет непростым делом. Важными параметрами являются исходное количество мужчин и женщин в экипаже, их возраст и продолжительность жизни, показатели бесплодия, максимальная вместимость корабля и так далее. Также требуются правила о возрасте, в котором разрешено продолжение рода, насколько близкими могут быть родители, сколько детей они могут иметь и так далее.
После определения этих параметров их можно включить в алгоритм под названием «Наследие», который имитирует миссию с участием нескольких поколений. Сначала алгоритм создает экипаж с выбранными качествами. Затем он проходит через миссию, ежегодно допуская естественные и случайные смерти и проверяя, какие члены экипажа находятся в пределах разрешенного репродуктивного окна.
Затем он случайным образом связывает двух членов экипажа разного пола и оценивает, могут ли они иметь ребенка, исходя из показателей бесплодия, шансов на беременность и ограничений инбридинга. Если беременность считается жизнеспособной, алгоритм создает нового члена экипажа, а затем повторяет этот цикл, пока экипаж либо не вымрет, либо не достигнет Проксимы Центавра через 6300 лет.
Каждая миссия также включает в себя какую-либо катастрофу — чуму, столкновение или другую аварию, — которая сокращает экипаж на треть.
Затем алгоритм повторяет каждую миссию 100 раз, чтобы определить вероятность того, что экипаж такого размера достигнет пункта назначения.
Ключевой вопрос заключается в том, какая степень инбридинга может быть разрешена. Марин и Белуффи измеряют это с помощью шкалы, по которой размножение однояйцевых близнецов регистрируется как 100 процентов; брат/сестра, отец/дочь или мать/сын — 25%; дядя/племянница или тетя/племянник — 12,5%; и двоюродные братья и сестры — 6,25 процента.
Один из вариантов — ограничить инбридинг менее чем 5 процентами, поэтому партнеры должны быть более дальними родственниками, чем двоюродные братья и сестры. Другой вариант — указать, что партнеры вообще не могут быть связаны между собой, так что инбридинг равен 0. Марин и Белуффи используют этот второй сценарий в своем моделировании.
Алгоритм затем определяет вероятность успеха более 100 миссий для различных начальных размеров экипажа.
Результаты представляют интерес для чтения. Алгоритм «Наследие» предсказывает, что первоначальная команда из 14 размножающихся пар имеет нулевой шанс достичь Проксимы Центавра. Такой небольшой группе не хватает генетического разнообразия, чтобы выжить.
Исследователи наблюдали на животных, что генетическое разнообразие исходной популяции из 25 пар может поддерживаться на неопределенный срок при тщательном размножении. Но когда алгоритм Наследия использует это в качестве стартовой команды — 25 мужчин и 25 женщин — он предсказывает 50-процентную вероятность вымирания до того, как достигнет места назначения. Это во многом из-за случайных событий, которые могут повлиять на такую миссию.
Шансы на успех, согласно «Наследию», не достигают 100 процентов, пока первоначальная команда не наберет 98 поселенцев или 49 пар размножающихся. «Тогда мы можем сделать вывод, что при параметрах, использованных для этих симуляций, минимальный экипаж из 98 поселенцев необходим для 6300-летнего космического путешествия нескольких поколений к Проксиме Центавра b», — говорят Марин и Белуффи.
Это интересная работа, которая закладывает основу для более детального моделирования. Например, коэффициенты рождаемости в глубоком космосе могут оказаться совершенно отличными от земных.
И шансы на рождение здорового ребенка в результате успешной беременности также могут быть намного ниже из-за более высокой частоты мутаций из-за радиации.
Вероятность катастрофы из-за несчастных случаев или эпидемий может оказаться намного меньше, чем вероятность катастрофы, вызванной социальными факторами, такими как конфликты. Все это можно было запрограммировать в более продвинутую версию Heritage.
Действительно, этими вопросами уже занимались писатели-фантасты. Например, в книге Seveneves автор Нил Стивенсон представляет будущее, в котором человечество преодолевает узкое место населения, и все люди происходят от семи женщин.
Учитывая работу Марин и Белуффи, воображаемое Стивенсоном будущее выглядит маловероятным. Но, безусловно, важно рассмотреть сценарий, учитывая многочисленные угрозы, с которыми сталкивается наша цивилизация.
REF: arxiv.org/abs/1806.03856: вычисление минимальной экипажа для многогранного пространства в направлении проксима Центавра B
Появляющиеся технологии от ARXIV
.
