Поиск обитаемых миров за пределами Солнечной системы является одной из самых амбициозных задач современной астрономии. С помощью космических телескопов, таких как «Кеплер» и «TESS», ученые обнаружили тысячи экзопланет. Среди этого множества выделяются несколько кандидатов, которые находятся в так называемой «зоне обитаемости» — области вокруг звезды, где условия позволяют воде существовать на поверхности планеты в жидкой форме, что считается ключевым условием для жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Критерии обитаемости и «сверхземли»

Помимо нахождения в зоне обитаемости, астрономы учитывают и другие факторы. Важную роль играет тип планеты: наибольший интерес представляют каменистые планеты, подобные Земле, а не газовые гиганты. Также оценивается стабильность звезды-хозяина и наличие атмосферы. Особый класс объектов, вызывающих повышенный интерес, — это «сверхземли», планеты, масса которых превышает земную, но значительно меньше массы газовых гигантов. Они могут обладать более мощной гравитацией, удерживающей плотную атмосферу, и активной геологией, способствующей круговороту веществ.

Система TRAPPIST-1: семь миров у красного карлика

Одной из самых многообещающих систем является TRAPPIST-1, расположенная на расстоянии около 40 световых лет от нас. Вокруг холодного красного карлика вращаются семь каменистых планет, схожих по размеру с Землей. Три из них — TRAPPIST-1e, f и g — находятся в центре зоны обитаемости. Это уникальная лаборатория для сравнительной планетологии, позволяющая изучать миры с потенциально различными условиями в одной системе. Однако жизнь у красного карлика сталкивается с вызовами: такие звезды часто вспыхивают, подвергая планеты мощным всплескам ультрафиолетового излучения. Кроме того, из-за приливного захвата эти планеты, вероятно, постоянно обращены к звезде одной стороной, что создает экстремальный контраст температур между дневным и ночным полушариями.

Проксима Центавра b: ближайший сосед

Самая близкая к нам известная экзопланета, Проксима Центавра b, находится на расстоянии всего 4,24 световых года в системе ближайшей к Солнцу звезды. Эта каменистая планета также вращается вокруг красного карлика и расположена в пределах зоны обитаемости. Ее обнаружение стало сенсацией, однако условия на ней, вероятно, крайне суровы. Звезда Проксима Центавра известная своей высокой вспышечной активностью, что могло привести к эрозии атмосферы планеты и воздействию жесткого излучения на поверхность. Вопрос о том, смогла ли планета сохранить атмосферу и магнитное поле для защиты от радиации, остается открытым.

Кеплер-186f: первый аналог Земли в зоне обитаемости

Открытая телескопом «Кеплер» планета Кеплер-186f стала первой каменистой экзопланетой земного размера, обнаруженной в зоне обитаемости ее звезды. Она вращается вокруг красного карлика, который значительно холоднее и меньше Солнца. Ее размер, всего на 10% превышающий земной, позволяет с высокой долей вероятности предположить ее каменистую природу. Хотя она находится в обитаемой зоне, количество энергии, получаемое ею от своей звезды, эквивалентно лишь трети того, что получает Земля от Солнца, что помещает ее на внешний, более холодный край этой зоны. Это может означать, что условия на ее поверхности скорее напоминают марсианские, чем земные.

Будущие исследования: поиск биомаркеров

Обнаружение планет в зоне обитаемости — это лишь первый шаг. Главная задача будущего, которая ляжет на плечи телескопов нового поколения, таких как «Джеймс Уэбб» и обсерватории, которые только проектируются, — это анализ их атмосфер. Астрономы будут искать биосигнатуры — химические маркеры, которые могут указывать на наличие жизни. К ним относятся кислород, озон, метан и их сочетания, которые в земных условиях активно производятся биологическими процессами. Обнаружение такой химической несбалансированности в атмосфере далекой планеты станет веским, хотя и не стопроцентным, аргументом в пользу существования на ней жизни. Таким образом, современная астрономия переходит от простого подсчета планет к их глубокому characterization, постепенно приближаясь к ответу на один из фундаментальных вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной.

Permanent link to this publication: