Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Гораздо каких-либо двадцать годов назад обнаружение очередной планетки, похожей на Планету земля, числилось еще один научно-фантастической мечтой. Однако поколения сменяются, и современные астрологи полагают, что нет ничего неосуществимого.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    «Обнаружение доказательств существования жизни за пределами Почвы – это же вконец и не пустая мечта», — разговаривает Натали Батала, астролог из Исследовательского центра Эймса NASA.

    «Это то, что мы вправду можем достигнуть. Может быть, и не на моем веку, однако, полностью может быть, на веку моей дочери».

    Воззрение Баталы пронеслось эхом в минувшую субботу на церемонии открытия Колледжа имени Карла Сагана при Корнелльском институте. Университет, являющийся детищем астролога Лизы Калтенеггер, был основан для поиска и научные исследования миров, кои только что начали возникать на нашем галлактическом горизонте. Ежели повезет, мы сможем определить очередную Планету земля. А уж может быть, и десяток. Либо тыщу этаких же планет.

    «Как узнать – является ли оборачивающийся вокруг альтернативный суперзвезды мир обитаемым? К счастью, мы перебежали в век истории, когда у нас существуют инструменты, кои дозволяют ответить на этот вопрос», — разговаривает Калтенеггер.

    Определить «Землю 2.0» будет нелегко. Это же востребует колоссальных усилий, однако у астрологов, планетологов, химиков и биологов, собравшихся в стенках Колледжа имени Карла Сагана, существуют замысел. И ах так мы попытаемся определить новейшую «бледно-голубую точку» и положим финал нашему галлактическому одиночеству.

    Содержание

    • 1 Млрд и млрд
    • 2 В погоне за «златовласками»
    • 3 Как только мы усвоим, что отыскали то, что надо?
    • 4 Допустим, отыскали. Что далее?

    Млрд и млрд

    Ныне самое увлекательное время для тамошних, кто заинтересован в открытии новеньких миров за пределами нашей Галлактики. За крайние двадцать лет планетология и не перетерпела никаких нешуточных пересмотров, а уж быстрее прошла логичный эволюционный путь. Даже ежели посреди нас как и раньше остались скептики, считающие существование инопланетный жизнью каким-то абсурдом, то даже для их становится трудным опровергать факты тамошних умопомрачительных открытий, кои были совершены за этот период времени.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественное представление планет вокруг кинозвезд Млечного Пути

    Ежели глядеть на числа, двадцать годов назад астрологи и не могли подтвердить наличия ни одной планетки за пределами Галлактики. За крайние шесть лет благодаря проекту NASA «Кеплер» — галлактическому телескопу, кружащему по нашей Солнечной системе и следящему за наиболее чем 100 тыщами кинозвезд сразу, — ученые нашли наиболее 4100 планетарных кандидатов и подтвердили существование 1000 истинных планет. Причем необходимо подчеркнуть, что «Кеплер» и не глядит за полностью всеми звездами. Те самый суперзвезды, за которыми он наблюдает, воображают только малую часть общей картины. На основе этакий подборки ученые, используя статистику, высчитывают рассредотачивание кинозвезд по всему Млечному Пути.

    «Мы узнали, что у большинства кинозвезд существуют планетки. В большинстве случаев встречаются планетки размером с Планету земля. Достаточно крупное число этих планет присутствует в обитаемых зонах собственных звезд», — разговаривает Билл Боруки, ведущий профессионал програмки «Кеплер».

    «Если сложить все числа совместно, то выходит: 100 млрд кинозвезд, 10 процентов из их имеют планетки размером с Планету земля, 10 процентов кинозвезд похожи на наше Солнце, что в общей трудности предлагает нам млрд планет размером с Планету земля, находящихся в обитаемых зонах кинозвезд, схожих на Солнце».

    Разрешите повторить последнюю часть: млрд планет размером с Планету земля, находящихся в обитаемых зонах кинозвезд, схожих на Солнце. Гораздо 20 годов назад астрологи и не были убеждены в фолиант, что бытует хотя бы одна. И это же, само собой разумеется, идет речь лишь об нашей галактике.

    «Только в одной нашей галактике млрд кинозвезд. А уж сейчас представьте, что есть еще млрд остальных галактик», — разговаривает Калтенеггер.

    «При любом раскладе числа рассказывают в нашу пользу».

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Число найденных экзопланет по годам

    В разработках, лежащих в базе этих умопомрачительных открытий, на деле нет ничего трудного. Большая часть из найденных экзопланет были найдены благодаря эдак именуемому транзитному мпособу обнаружения – моменту, при котором экзопланета проходит перед собственной кинозвездой, закрывая часть ее света. Эта разность в яркости наблюдается телескопами. На практике, но, эту разницу на деле максимально мудрено различить хотя бы поэтому, что сам размер свечения по причине колоссальных расстояний меж планеткой и нашими телескопами очень тяжело уловим.

    «Представьте, что вы следите на высокий небоскреб и причем на улице мрачно. В жилом доме открыто каждое окно и включен свет. А уж сейчас представьте, что к единому окну на самом верхнем этаже подступает человек и на сантиметр закрывает жалюзи. Этот размер модифицированной яркости для вас и нужно измерить, дабы определить планетку размером с Землю», — приводит аналогию Батала.

    Кстати, предпринять это же надо для вас по последней мере раза два, дабы убедиться в фолиант, что вы вправду правы в собственных наблюдениях.

    Для способности применять транзитный способ обнаружения ученым пришлось создать фотометры в тыщу раз наиболее чувствительные и четкие, чем те самый, кои уже были. Как только поясняет Боруки, эти световые детекторы обязаны наблюдать за тыщами кинозвезд сразу, потому что возможность тамошнего, что в поле зрения телескопа может присутствовать надобная кинозвезда с экзопланетой, равен наименее 1 процента. За исключением тамошнего, фотометр обязан оставаться всегда недвижимым. В критериях Почвы сего достигнуть нереально, потому них нужно применять конкретно в космосе.

    Беря во внимание те самый принципиальные параметры (и способности, включая вероятность узнать радиус, орбитальный период и время от времени толпу) телескопа, кои были предложены, у Боруки ушло практически два десятка лет на то, дабы создать, сделать первый прообраз и уверить аэрокосмическое агентство NASA отдать светло-зеленый свет проекту «Кеплер». Причем у телескопа точно имеются свои недочеты, и не дозволяющие ему же наблюдать за максимально удаленными звездами. Здесь и не хватает мощности даже современных фотометров. Благодаря познанию массы и радиуса планетки, мы можем обусловить ее герметичность, которая будет твердить нам об фолиант – следим ли мы на каменистую планетку, похожую на Планету земля, либо быстрее на газовый шар, вроде такого же Юпитера.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Число и размеры найденных экзопланет

    Наша галактика и не перестает восхищать. Вокруг почти всех кинозвезд существуют планетки, находящиеся на расстоянии поближе, чем Меркурий от Солнца, что снова же те самые двадцать-тридцать годов назад рассматривалось полностью неосуществимым. Увлекательное наблюдение: «супер-Земли» и «мини-Нептуны» — два самых самых распространенных типа планет, заведомых науке, — в нашей Солнечной и не представлены. Мы только можем догадываться, какие гораздо умопомрачительные миры прячет космос.

    «Есть планетки, оборачивающиеся вокруг удвоенных систем кинозвезд, где существуют и не одно, а уж целых два «солнца», встающих на востоке и уходящих за горизонт на западе», — разговаривает Батала.

    «Мы обнаруживали планетки в астральных накоплениях – 25 кинозвезд на один кубический парсек места. На этаких планетках небо вообщем смотрится как только полотно с россыпью многоцветных солнц».

    «Существует умопомрачительное обилие миров, учить кои мы даже гораздо и не начинали», — прибавляет Калтенеггер.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественное представление экзопланеты Corot-7b, являющейся, вероятнее всего, миром водянистой лавы

    Посреди этих экзотичных миров мы отыскали много планет, относящихся к эдак именуемой «зоне Златовласки». Это же миры, обычно, каменистые миры, где и не очень знойно не очень холодно для поддержания на них поверхности жидкости в водянистом состоянии. Это же планетки, оборачивающиеся вокруг звёзд, схожих на наше Солнце. Это же миры, кои могли бы предстать новенькими «Землями».

    «Эти потенциально обитаемые планетки встречаются относительно частенько. И согласно статистике, рядом с нами умеют присутствовать тыщи этаких миров», — разговаривает Батала.

    Но, дабы причислить потенциально обитаемую планетку в разряд «будущей Земли», нам нужно еще предпочтительнее и поглубже них исследовать. Благодаря новенькому поколению телескопов это же, будем уповать, в конце концов, станет вероятным. Благодаря новейшим телескопам мы сможем не совсем только следить за интенсивностью яркости кинозвезд, да и получим вероятность исследования атмосферы планет, кои около этих кинозвезд присутствуют. Да, грядущие телескопы обещают и этакую вероятность.

    В погоне за «златовласками»

    Может, Планета земля ныне и смотрится из космоса милым светло-голубым шариком, однако существовало время, когда она и не сверкала и попахивала розами. Четверо млрд годов назад каменистая поверхность нашей планетки изрыгала колоссальные объемы раскаленной лавы, присутствовалась под константной бомбардировкой комет и астероидов, иногда подвергалась мощной стерилизации уф-излучением и, наконец, почти и не имела никаких припасов кислорода.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественное представление планетки Gliese 667Cb около утроенный системы кинозвезд

    Конкретно жизнь с течением времени терраформировала Планету земля, сквозь несколько млрд лет превратив серьезную пустыню погибели в комфортную биосферу. Может быть, конкретно цианобактерии являются первыми живыми организмами, выработавшими значимый размер кислорода в качестве побочного товара фотосинтеза. Сейчас главным родником наработки кислорода, как только, вобщем, и базы для озонового слоя, защищающего нас от гибельного уф-излучения, являются растения и фитопланктон. За исключением тамошнего, в атмосфере нашей планетки содержатся и альтернативные газы – углекислый газ и метан — представляющие из себя комбинацию выбросов побочных товаров метаболизма и сжигания ископаемого горючего.

    Ежели раздельно взять кислород либо метан, то они и не умеют являться стопроцентными индикаторами наличия жизни. Оба вещества умеют быть получены в ходе неорганических хим реакций. Однако ежели них объединить и добавить малость жидкости, то удастся совсем иная история.

    «В истинный момент самым значительным индикатором потенциальной жизни является композиция кислорода либо озона с содержанием восстановительных газов», — разговаривает Калтенеггер.

    «Многие био вещества, этакие как только метан либо углекислый газ, умеют выполняется даже валунами, потому по одиночке мы и не можем них принять в качестве индикаторов наличия жизни. Однако ежели кислород находится наряду с метаном, то, скорее всего, имеется что-то, что способно производить эти вещества большими объемами».

    То есть, ученые знают, что конкретно может указывать на наличие жизни на той самой либо другой планетке. Ежели в один прекрасный момент мы обнаружим планетку в условной зоне обитаемости (той «зоне Златовласки»), оборачивающейся вокруг суперзвезды, похожей на наше Солнце и имеющей в собственной атмосфере вышеперечисленную комбинацию веществ, то полностью сможем твердить об той самой либо другой вероятности нахождения на ней жизни. Все это же, конечно же, замечательно, однако как только конкретно мы будем находить этакие планетки?

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественное представление галлактического телескопа TESS

    Само собой разумеется, в рамках грядущих галлактических миссий, начиная с пуска галлактического телескопа TESS (Transit Exoplanet Survey Satellite), который обязан состояться в 2017 году. В то время как только большая часть намерений телескопа «Кеплер» присутствуют на расстоянии 500-1000 световых лет, задачей TESS будет поиск примыкающих, самых ближайших к нам экзопланет. Его мощности дозволят просканировать полностью весь небосвод и проследить наиболее чем за полумиллионом кинозвезд, находящихся в непринужденной близости к нашей Солнечной системе.

    «TESS будет как только «Кеплер». Он тоже основан на транзитном алгоритме обнаружения, однако заместо тамошнего, дабы глядеть исключительно в одну непосредственную часть галлактического места, он сможем исследовать все небо, сосредоточив свое внимание на ближайших к нам звездах», — разговаривает Калтенеггер.

    «Он дозволит нам обследовать огромное количество перспективных намерений, находящихся еще поближе к нам, чем цели «Кеплера».

    Может, TESS и сумеет подчеркнуть огромное количество более увлекательных кандидатов, однако он и не будет заниматься исследованием них атмосферы. Эту задачку собираются возложить на самый передовой галлактический телескоп современности – Галлактический телескоп имени Джеймса Уэбба (JWST), 6,5-метровую галлактическую обсерваторию на солнечных батареях, которую собираются запустить в космос в 2018 году. Благодаря собственным беспримерным возможностям обнаружения JWST станет передовой галлактической обсерваторией на наиблежайшее десятилетие. Частично его неописуемая чувствительность сопряжена с его солнцезащитным дисплеем, который охлаждает инструменты телескопа перед началом -223 градусов Цельсия. При этаких малорослых температурах JWST сам по самому себе почти и не будет выкидывать никакого излучения, позволяя его сверхчувствительным устройствам обнаруживать очень даже удаленные энерго сигнатуры, включая лишь только приметные конфигурации в яркости света кинозвезд, чьи колебания будут сопряжены с герметичностью той самой либо другой атмосферы планет, сквозь которую этот свет будет проходить.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественное представление телескопа JWST

    «Приходится ишачить в этаких критериях, когда планетка представлена только крохотным пикселем. И этот пиксель нужно пропустить сквозь разнообразные световые фильтры. Вы следите на этот пиксель под разнообразными оттенками – приблизительно эдак же, как только это же происходит, когда солнечный свет проходит сквозь капли дождика, создавая радугу, — и за счет различия в показателях, даже на расстоянии почти всех световых лет, вы сможете узнать, какие хим крупицы находятся в атмосфере сего мира», — поясняет Калтенеггер.

    Невзирая на всю эту изумительную мощность JWST, ее и не хватит для исследования огромного количества каменистых планет, схожих на Планету земля. По воззрению Калтенеггер, ежели мы обнаружим супер-Землю, оборачивающуюся вокруг бордового лилипута относительно неподалеку от Галлактики, то будем в состоянии исследовать ее атмосферу. В большинстве случаев «глаза» JWST будут устремлены в сторону наиболее больших миров, кои в большинстве случаев будут оказываться ординарно большими газообразными шарами, вроде нашего Юпитера.

    «JWST сконцентрирует свое внимание на мини-Нептунах и супер-Землях, исследует обилие них атмосферы, однако телескоп и не будет привязан лишь к поиску планет размером с Землю», — комментирует Батала.

    Последующим опосля телескопа JWST станет WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope, «Широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп». И не путать с WISE, который был запущен в космос в декабре 2009 года), использующий способ микролинзирования для поиска планет. Его чувствительности обязано хватить для поиска планет размером все меньше Почвы, находящихся на расстоянии наиболее одной астрономической единицы от собственной суперзвезды (1 а уж. е. = дистанции меж Планетой земля и Солнцем). Благодаря установленному коронографу телескоп WFIRST а также сумеет впрямую наблюдать за волнами света, отражаемыми наиболее большими планетками.

    «Кеплер ведет статистику кинозвезд и планет, находящихся в границах плоскости Земной орбиты. WFIRST, в собственную очередь, сумеет наблюдать за планетками, находящимися за ее пределами. Потому с течением времени мы получим наиболее подробную картинку тамошнего, какие есть экзопланеты».

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Художественный концепт телескопа WFIRST

    Когда цель WFIRST запустят кое-где посреди 2020-х, галлактические агентства сумеют удвоить свои усилия по поиску инопланетный жизни. Специалисты полагают, что мощностей телескопа хватит на то, дабы обследовать атмосферу огромного количества каменистых планет размером с Планету земля и оборачивающихся вокруг наших ближайших астральных соседей.

    «Задача данной миссии и не будет состоять в нахождении огромного количества «вторых Земель» в ближнем космосе. Все же имеется надежда, что заданный проект сумеет значительно продвинуть нас в вопросце глубины поиска и исследовательских работ близкорасположенных экзопланет в течение ближайших 30 лет».

    «TESS точно сумеет определить десятки планет. Довольно малогабаритных, каменистых и находящихся на «правильном» расстоянии от собственных кинозвезд. Потом мы составим перечень самых ближайших и самых обещающих миров, направим на их наши телескопы и начнем каждодневное наблюдение. Работы будет сильно много, и это же и не может и не радовать», — разговаривает Калтенеггер.

    Как только мы усвоим, что отыскали то, что надо?

    Может пройти несколько десятков лет перед началом сотворения технологий, кои дозволят нам определить «Землю 2.0». Однако астрологи и не планируют посиживать все это же время складя руки.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Общий вид на Планету земля с Луны

    «Мы желаем быть очень приготовленными для ответа на последующих вопросец: посреди тыщ кинозвезд, посреди десятков из их, поближе всего к нам расположенных, какую конкретно следует избрать первой для научные исследования?», — продолжает Калтенеггер.

    «Мы обнаружим верный ответ, ежели сложим все наши познания в астрономии и об жизни на Земле».

    В истинный момент в стенках Колледжа имени Карла Сагана Калтенеггер и ее коллеги копят целые скалы инфы, которая поможет «охотникам за пришельцами» избрать более обещающих кандидатов для научные исследования. Эти заданные содержат тыщи разнообразных гипотетичных вариаций хим составов атмосферы: некие из их напоминают нашу Планету земля сейчас, некие напоминают ее в минувшем. Альтернативные заданные обрисовывают целиком чужестранные миры. Эта основа заданных, которую Калтенеггер в один прекрасный момент окрестила «криминальной базой экзопланет», будет употребляться для категоризации удаленных миров и составления перечня из более схожих на Планету земля планет по вырастающей.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    За исключением тамошнего, рассматривается способ каталогизации планет по них цвету. Об наличии жизни на Планете земля умеют намекать светло-зеленый ландшафт и темно-голубые океаны. Полностью может быть, подобные индивидуальности характерны и чужим мирам. В размещенном в марте сего года изучении ученые провели анализ и каталогизировали цветовые сигнатуры наиболее 100 существующих на Планете земля микробов, включая тамошних, кои привычно живут в экстремальных окружающих критериях. Обилие представленных оттенков может посодействовать ученым хотя бы предположить, как только может высмотреть жизнь на остальных планетках, и не говоря уже об фолиант, что это же может посодействовать в самом поиске.

    «Если каждый мир имеет собственную флору и фауну, то и из космоса он будет высмотреть совсем по-разному», — разговаривает Калтенеггер.

    «Благодаря этому цветовому обилию можно расставить ценности для исследовательских работ и выбирать сначала те самый планетки, кои по цветовой политре будут указывать на то, что тут вправду возможно жизнь».

    «При наличии ныне тыщи планет уже доделанных для научные исследования и предстоящих галлактических миссиях в наиблежайшие 5-10 лет ныне надо ординарно осознать, что следует находить и как только мы это же будем искать».

    Допустим, отыскали. Что далее?

    Ученых и не перестает влечь вероятность обнаружения второй Почвы. Однако даже ежели мы ее в итоге обнаружим, это же вконец и не значит, что это же здесь же освободит нас от желания яизвестия последующие поиски и научные исследования. Вконец напротив. Это же лишь усилит наше рвение.

    Планета земля 2.0: превосходные замыслы поиска экзопланет на наиблежайшее будущее

    Экзопланеты с кольцами

    Все это же приводит к очень логичному вопросцу. Допустим, мы отыскали «другую Землю». Допустим, она присутствует неподалеку от нашей Галлактики – в некий паре световых лет от нас. Что далее?

    Ответ на этот вопросец звучит конкретно эдак, как только его вожделел бы услышать хоть какой любитель научной фантастики. Мы попробуем туда добраться!

    «Если в один прекрасный момент кто-то отыщет реальную землеподобную планетку в радиусе пары световых лет, то моя реакция будет продиктована желанием быстрее выстроить космолет, который дозволит нам туда слетать», — разговаривает астролог Корнелльского вуза Стив Сквайрес и один из управляющих програмки NASA Mars Exploration Rover.

    «Ну, следите. У людского образа заняло десять тыщ лет для тамошнего, дабы заселить всю Планету земля. Дабы сюда добраться, лично мне потребовалось 8 часов лететь над Атлантическим океаном. Все дело во времени. Может быть, нам будет нужно гораздо сотка либо даже тыща лет, однако полностью возможно, что галлактические зонды мы туда сможем выслыть еще ранее. Никаких базовых ограничений нет. Все дело во времени», — разговаривает Дидие Куэлоз, исследователь экзопланет из Кембриджского вуза.

    Батала соглашается:

    «Как лишь мы будем с уверенностью аристократию, что там существуют жизнь, то субъективно я считаю, что ученые сразу займутся вопросцем тамошнего, как только дотуда можно добраться».

    Пилотируемая межзвездная экспедиция к этаким планеткам, скорее всего, будет иметь в виду роль почти всех поколений. Во всем мире, где все одержимы желанием моментального получения результата, будет максимально тяжело даже предположить, как только люди согласятся пожертвовать собственными жизнями на путешествие, финала коего они, вероятнее всего, эдак ни разу не заметят. Но Энн Друян, соавтор и продюсер кинофильма Cosmos, полагает, что субъективные блага в этом вопросце будут отходить на второй замысел и люди будут это же осознавать.

    «Всего 75-80 годов назад даже и не было понятия тамошнего, что вокруг остальных кинозвезд умеют существовать планетки, похожие на Планету земля. А уж сейчас мы уже начинаем дискуссировать галлактические миссии, кои вытянутся и не на одно поколение», — разговаривает Друян.

    «Посмотрите на огромные древние соборы. Большая часть граждан, них строившие, и не задумывались, что доживут перед началом завершения них строительства. Я думаю, что мы строим те самые самые соборы. Лишь с научной и поболее современной точки зрения. Я думаю, что наш человечий общий вид адаптирован ишачить сообща и благодаря этому в силах достигнуть заглавного. Это же заложено в наших генах», — подытоживает Куэлоз.