Существуют ли «обитаемые планеты»?

В 1950 физик Энрико Ферми спросил: «Где они»? Это был своеобразный плач по поводу отсутствия доказательств инопланетного разума во Вселенной.

Сегодня этот вопрос по-прежнему задают в контексте открытия новых миров, лежащих за пределами Солнечной системы, с мыслью, что возможно (только возможно), мы наконец найдем инопланетян.

Многочисленные изменения, произошедшие за последние 20 лет в области обнаружения экзопланет, серьезно взбудоражили воображение не только ученых, но и космических энтузиастов.

 

Так, когда же мы обнаружим Землю 2.0?

Нетерпение, связанное с этим вопросом, привело многих, даже в научных кругах, к преждевременным заявлениям о том, что «земной аналог» обнаружен.

Но подобные заявления об обнаружении экзопланеты, подобной Земле, в лучшем случае, основываются на оптимистическом моделировании, в худшем, стремятся привлечь внимание какой-то сенсацией.

Многие из таких утверждений сделаны на основании придуманных систем оценки обитаемости, которые используют лишь некоторые свойства экзопланет, аналогичные земным.

К сожалению, эти системы чрезвычайно просты и почти всегда дают ошибочную информацию о характеристиках планет, которые они пытаются описать.

 

Оценка обитаемости: это не так-то и просто!

Ещё до начала массового обнаружения экзопланет, астрофизики предположили, что у каждой звезды есть рядом область, которую впоследствии назвали «обитаемой зоной».

Эта зона находится на расстоянии от звезды, где гипотетический близнец Земли будет иметь среднюю температуру поверхности между точкой замерзания и кипения воды. То есть, если близнец находится слишком близко, то вода закипит; а если слишком далеко, то вода замерзнет. Оба сценария исключают возможность существования воды в жидком состоянии, и как следствие саму жизнь.

Но если состав атмосферы экзопланеты отличается от нашего, истинная температура поверхности может быть какой угодно. С газообразными планетами все ясно, человечество не имеет возможности рассмотреть их поверхность.

Для скалистых планет разреженная атмосфера может сделать их более холодными (особенно ночью), в то время как плотная атмосфера способна сделать их очень горячими.

Например, Венера. Вследствие ее мощной атмосферы и парникового эффекта, температура поверхности там достигает +450C. И хотя Венера находится в пределах обитаемой зоны, ее, конечно, нельзя назвать пригодной для жизни.

Итак, сказать, что если объект лежит в обитаемой зоне, то он пригоден для жизни нельзя. Тем не менее, многие экзопланеты, найденные в обитаемых зонах, определены, даже в пресс-релизах научных учреждений, как аналогичные нашей.

Но, не зная температуры поверхности любого небесного объекта, нельзя сказать является ли он земным аналогом, поэтому требуются другие сведения.

 

Как узнать больше о экзопланетах?

Два наиболее приемлемых метода обнаружения и исследования – метод «транзита» и «радиальной скорости». Первый дает простой способ определить расстояние экзопланеты до звезды. Второй позволяют узнать массу объекта.

Наши знания говорят – температура поверхности зависит от атмосферного состава и плотности планеты. Плотность зависит от массы и объема. Метод транзита обнаруживает уменьшение светового потока, исходящего от звезды, позволяя измерить ее объем. Но метод не позволяет измерить массу.

На помощь приходит второй метод, в котором измеряют колебания в движении звезды по своей собственной, небольшой орбите. Эти колебания возникают вследствие гравитационного воздействия экзопланеты, что позволяет вывести ее минимальную массу. Во многих случаях колебания определяются неверно, что приводит к расчету массы, которая значительно меньше фактической.

Астрофизиками были предложены разнообразные модели атмосфер, которые составляются исходя из объемов и масс объектов, учитывая их состав. Эти различные модели выдают огромные диапазоны атмосфер, а следовательно, у экзопланет возможны абсолютно противоположные температуры поверхности. Чтобы решить проблему и узнать больше об атмосфере, необходимы лучшие телескопы и более чувствительные методики.

Сегодняшняя тенденция состоит в том, чтобы объявлять о нахождении «обитаемых объектов» еще до всестороннего их изучения. И хотя открытие экзопланет – это очень захватывающие и впечатляющее событие, все же преждевременно сообщать о Земле 2.0 на основании тех скудных данных, которые человечество в состоянии собрать сегодня. Лучшее, что мы можем сделать сегодня – это составить список возможных целей для будущих, более точных наблюдений.

Однажды мы все же сможем представить неопровержимые доказательства того, что другая Земля есть или ее нет. Но этот день еще не наступил, несмотря на будоражащие заявления. И наступит он только тогда, когда мы изобретем более совершенные инструменты для исследований…