Обнаружена планета размером с землю, пригодная для обитания. Астрономы нашли самую близкую землеподобную планету Проксима b как далеко от земли

В августе 2016 года сотрудники Европейской южной обсерватории объявили об удивительном открытии. Оказалось , что вокруг Проксимы Центавра, ближайшей звезды всего в 4,25 световых лет от нас, с периодом 11,2 земных суток вращается необычная экзопланета - Проксима Центавра b. Ее главная особенность в том, что вероятность наличия жизни на ней крайне высока, хотя условия, в которых Проксима Центавра b находится, совсем не такие, как в Солнечной системе. А раз так, рассказ об этой далекой-близкой планете имеет непосредственное отношение к нашей любимой биологии.

Вообще, мы серьезные люди. Гранит науки хрустит на наших зубах. Мы освещаем такие суровые, такие сложные закоулки биологического знания, до которых не дотянулись фонари других научно-популярных сайтов. Но иногда нам так хочется подурачиться. И рассказать о науке веселым языком, показать ее под другим углом. Нарисовать забавных картинок, написать легкий и смешной текст. Поэтому мы и открыли новую рубрику - «12 биологических новостей в картинках».

Интеллектуальный партнер этих иллюстрированных рассказов - АО РВК .

Информация о существовании Проксимы Центавра b (коротко - просто Проксимы b) просочилась в сеть 12 августа 2016-го. Буквально через две недели после этого, 24 августа, сотрудники Европейской южной обсерватории подтвердили слухи об открытии новой планеты . А в интернете появилось сразу несколько препринтов научных статей, авторы которых обсуждали ее обитаемость . Впоследствии ряд этих статей вышел в журнале Astronomy & Astrophysics .

Для начала надо сказать, как планету открыли. Не все биологи сильны в физике, так что тем более стóит отметить метод, позволивший «увидеть» потенциальную ближайшую к нам обитаемую планету. Он носит название метод лучевых скоростей или метод Доплера . Дело в том, что не только звезда влияет на принадлежащие ей планеты, но и планеты изменяют поведение своей звезды. Гравитация планеты немного сдвигает радиальную скорость связанной с ней звезды, как бы раскачивая ее. Изменения такого рода регистрируют спектрографы, ведь при этом спектр звезды меняется.

Чтобы планета существенно влияла на движение своей звезды, она должна быть довольно крупной - иметь массу никак не меньше земной, а лучше хотя бы в несколько раз больше. Так что можно точно сказать, что Проксима b «упитаннее» нашего космического дома. Известно даже, насколько - в 1,3 раза.

Что еще мы знаем об этой планете? Известно, что она на 300 миллионов лет старше Земли, а значит, если жизнь там когда-то возникла, у нее было больше времени на развитие. Как знать, может, проксимовцы уже разрабатывают аппараты, способные летать не намного медленнее скорости света? Как бы то ни было, слетать проверить это мы пока не можем: с нашими нынешними космическими движками это займет десятки тысяч лет, и то при условии, что на полет потратят триллионы долларов.

Также известно, что «хозяйка» Проксимы b, звезда Проксима Центавра, - красный карлик . Спектр излучения звезд такого типа резко отличается от солнечного. Красные карлики выдают гораздо больше ультрафиолета, чем желтые, такие как Солнце. Кроме того, они «балуют» свои планеты рентгеновским излучением. Но в случае Проксимы b это может быть не так страшно. Атмосфера там, судя по всему, весьма плотная, хорошо задерживающая разные пагубные лучи. Тем не менее на заре своих времен планета вряд ли была обитаема: тогда Проксима Центавра выдавала очень уж много ультрафиолета и рентгеновского излучения, и только потом «остепенилась».

Как описать пригодность для жизни?

Пригодность планеты для жизни определяют несколько параметров:

относительно небольшой размер и масса (примерно как у Земли);
температура хотя бы местами выше нуля по Цельсию, но не намного;
наличие жидкой воды;
отсутствие жестких видов излучения, способных повредить ДНК и другие биологические молекулы.

Это не весь список, но, пожалуй, основные критерии в нем перечислены. Иными словами, потенциально жизнепригодные планеты должны быть во многом похожи на Землю. И немудрено: это единственная известная нам планета, которая абсолютно точно обитаема.

Более подробные рассуждения насчет пригодности разных планет для жизни можно увидеть в статье «Дикий-дикий космос » , ну а что касается нашей Земли - тут лучше всего ознакомиться с книгой Михаила Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки » .

Жесткое ультрафиолетовое излучение играет с жизнепригодностью злую шутку, потому что расщепляет молекулы воды на водород и кислород. Водород к тому же легко улетучивается с планет с умеренной гравитацией. Раз так, ученым следовало подсчитать, сколько воды могла потерять Проксима b за то время, пока ее красный карлик «плохо себя вел». Пусть плотность атмосферы этой экзопланеты примерно такая же, как у Земли. Тогда Проксима b могла потерять от 0,4 до 0,9 от объема земных океанов. Кажется, что это много, а на деле - довольно мало, если учесть, что наша Земля за свою историю потеряла четверть, а то и больше воды своих океанов. А кроме того, существенная часть потерь может быть восстановлена за счет воды, содержащейся в мантии планеты. Раз так, скорее всего, воды на Проксиме b сейчас хватает. Притом эта вода жидкая: планета в 20 раз ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, а стало быть, там довольно тепло.

В октябре 2016 даже появилась гипотеза, что океан на Проксиме b может иметь глубину до 200 километров , . Она основана на расчетах диаметра планеты в зависимости от ее состава при известной массе (напомним, это 1,3 земной). По мнению авторов научной статьи, Проксима b наверняка имеет компактное ядро из силикатов, сверху покрытое водой. Масса воды составляет едва ли не половину от массы всей планеты.

Самое интересное, что подобное обилие воды не помогает жизни, а скорее снижает вероятность ее наличия на Проксиме b. Дело в том, что такая толща H 2 О создает у дна слишком сильное давление. В таких условиях даже горячая вода может превратиться в экзотический вариант льда - настолько необычный, что на Земле его нет. Он вберет в себя до 95% от общей массы воды на планете. Но лед - он и есть лед: его корка не даст океану сообщаться с силикатным ядром, а значит, соли будет неоткуда взяться. Ну а дистиллированная вода - далеко не лучшее место для возникновения и поддержания жизни. Вспомним школьно-хрестоматийные клетки крови, набухающие и даже лопающиеся под действием воды с минимальным содержанием солей.

С другой стороны, такая суровая модель Проксимы b - крайность. Океан там может быть и не настолько глубоким, все зависит от физических параметров, «вбиваемых» в программу. Их значения только предстоит экспериментально подтвердить.

Что касается климата, тут вопрос сложный. Планета находится близко к своей звезде, а значит, их взаимное притяжение может мешать Проксиме b вращаться вокруг своей оси. Как итог, планета, вероятно, все время повернута к своему светилу какой-то одной стороной, очень теплой, а другое ее полушарие все время холодное. Правда, разницу температур «дневной» и «ночной» сторон может существенно сгладить плотная атмосфера. Она, скорее всего, на Проксиме b есть.

Кстати, расчеты, опубликованные уже в 2017 году , понизили вероятность того, что планета толком не вращается вокруг своей оси . Они показали, что орбита Проксимы b довольно-таки вытянутая: ее эксцентриситет составляет 0,25. А это означает, что как минимум в крайних точках своей орбиты планета не так уж сильно притягивается звездой. Вероятно, на ней, как и на нашем Меркурии, сутки равны 2/3 от ее же года и в данном случае длятся около одной земной недели. Все вместе это означает, что разница в климате в различных точках экзопланеты не столь велика, так что шансы обнаружить там жизнь повышаются.

Один из самых выдающихся астрономов 2016 года по версии журнала Nature Гиллем Англад-Эскуде даже пофантазировал на тему того, как такая жизнь будет выглядеть . Он рассказал в интервью одному испанскому научно-популярному изданию , что «проксимианские» растения, если таковые имеются, выглядят необычно, потому что в излучении Проксимы Центавра больше всего не различимой для нашего глаза инфракрасной части спектра. Зато видимого света зеленых оттенков, как у Солнца, этот красный карлик почти не дает. Таким образом, чтобы максимально эффективно выживать под его лучами, растениям на Проксиме b хорошо бы иметь красноватый оттенок, а никак не зеленый.

Необычно может выглядеть не только местная флора. Фауна у красных карликов тоже будет слегка непривычной. Если предположить, что биосфера там дошла до крупных многоклеточных, то среди них не будет аналогов белых медведей, песцов и прочих зайцев в зимней раскраске. Она там просто не имеет смысла. 95 процентов излучения Проксимы Центавра - инфракрасное. Снег и лед в нем «черные», то есть хорошо поглощают свет и, в отличие от Земли, быстро тают даже при коротком дне. Устойчивый снежный покров зимой в таких условиях маловероятен - так же, как и животные в «зимней» маскировочной окраске.

В общем, есть ли на Проксиме b жизнь или нет, стопроцентно достоверно сказать пока не получится. Но имеющаяся на данный момент информация свидетельствует: пациент скорее жив, чем мертв. И если он жив, мы теоретически можем увидеть на нем много интересного.

Литература

Guillem Anglada-Escudé, Pedro J. Amado, John Barnes, Zaira M. Berdiñas, R. Paul Butler, et. al.. (2016). A terrestrial planet candidate in a temperate orbit around Proxima Centauri . Nature . 536 , 437-440;
Ортега И. (2016). Европейские учёные высоко оценили жизнепригодность Проксимы b . «Лайф» ;
Martin Turbet, Jérémy Leconte, Franck Selsis, Emeline Bolmont, François Forget, et. al.. (2016). The habitability of Proxima Centauri b . «Лайф» ;
Ортега И. (2016). Астроном года: Планета у ближайшей звезды покрыта странной растительностью . «Лайф» ..

С самого начала космической эры люди использовали химические ракеты для того, чтобы попасть в космос. Хотя этот метод безусловно эффективен, он весьма дорог и требует много ресурсов. Ученые заинтересовались вопросом – а смогут ли гипотетические инопланетяне покинуть свои планеты с использованием похожих технологий?

Два исследования

Гарвардский профессор Абрахам Леб и астроном Майкл Гиппке, независимый исследователь, связанный с Зоннебергской обсерваторией, попытались проанализировать этот вопрос в двух недавно опубликованных документах . Профессор Леб рассматривал проблемы, с которыми внеземные существа могут столкнуться при запуске ракет с Проксима b. Исследование Гиппке посвящено похожему вопросу – смогут ли инопланетяне, живущие на сверхземле, попасть в .
В своем исследовании Леб утверждает, что нам, людям, повезло жить на планете, которая хорошо подходит для космических запусков. Чтобы ракета покинула поверхность Земли и стала обращаться вокруг Солнца как его спутник, ей необходимо достичь скорости 11,186 км/с. Скорость, необходимая для того, чтобы уйти с орбиты Земли и покинуть Солнечную систему, составляет около 42 км/с относительно Солнца.

Профессор Леб говорит:

«Разгон ракеты до космических скоростей требует огромной массы топлива, которая растет экспоненциально. По счастливому совпадению скорость ухода с орбиты Земли вокруг Солнца находится на пределе скорости, достижимой химическими ракетами. Однако зона обитаемости вокруг более слабых звезд находится ближе к ним, что серьезно усложняет возможность для химических ракет вырваться из гравитационных клещей своей звезды».

Как указывает Леб в своем эссе, скорость убегания вычисляется как квадратный корень звездной массы, деленный на расстоянии от звезды. Это означает, что скорость покидания обитаемой зоны прямо пропорциональна звездной массе и обратно пропорционально расстоянию от звезды.

Эта инфографика сравнивает орбиту планеты вокруг Проксима Центавра (Proxima b) с той же областью Солнечной системы.

Близость к звезде не очень хороша для планет, которые вращаются вокруг звезд М-типа (красных карликов). Эти звезды являются наиболее распространенным типом звезд во Вселенной, составляя около 75% таких объектов в Галактике Млечный Путь. Кроме того, недавние исследования обнаружили множество скалистых планет, вращающихся вокруг звезд типа красных карликов, и некоторые ученые считают, что такие планеты являются наиболее перспективным местом для поиска потенциально пригодных для жизни миров.

Можно ли улететь с Проксимы b?

Используя для примера ближайшую звезду к нашему собственному миру (Proxima Centauri), Леб поясняет, что ракете с использованием химического топлива будет намного сложнее достичь скорости вылета с планеты, расположенной в ее обитаемой зоне.
«Ближайшая к Солнцу звезда, Проксима Центавра, является примером слабой звезды, имеющей только 12% массы Солнца», – заявил он. «Пару лет назад было обнаружено, что эта звезда имеет планету размером с , названную Proxima b. Она находится обитаемой зоне, которая в 20 раз ближе к звезде, чем Земля удалена от Солнца. В этом месте скорость вылета на 50% больше, чем на орбите Земли вокруг Солнца. Цивилизации на Proxima b будет трудно покинуть свой мир с помощью химических ракет».

Что исследовал Гиппке?

Исследование Гиппке начинается с утверждения о том, что Земля, на самом деле, не может быть самым распространенным типом планет в нашей Вселенной. Например планеты, которые являются более массивными, чем Земля, будут иметь более высокую поверхностную гравитацию, а это означает, что они смогут удерживаться более плотную атмосферу, что обеспечит ей защиту от вредных космических лучей и солнечной радиации.

Представление художника о Суперземле, классе планет, который имеет много масс Земли, но меньше, чем планета Уран или Нептун. Источник: NASA / Ames / JPL-Caltech.

Кроме того, планета с более высокой гравитацией имела бы более плоскую топографию, в результате чего у нее были бы архипелаги вместо континентов и более мелких океанов – идеальная ситуация, если речь идет о развитии биоразнообразия. Однако, когда дело доходит до запуска ракет, повышенная поверхностная гравитация будет означать необходимость набора более высокой скорости полета. Как указал Гиппке в своем исследовании:

«Движение ракет подчиняется уравнению Циолковского (1903): если ракета несет топливо, отношение общей массы ракеты к конечной скорости является экспоненциальной функцией, что делает высокие скорости (или тяжелые нагрузки) более дорогими».

Для своих расчетов Гиппке использует Кеплер-20 b, «Суперземлю», расположенную в 950 световых годах от нас. Эта планета имеет размер, в 1,6 раза превышающий размер Земли и она в 9,7 раза больше нашей планеты по массе. В то время как скорость покидания телом орбиты вокруг Земли составляет примерно 11 км/с, ракета, пытающаяся покинуть сверхземлю, подобную Кеплер-20 b, должна была бы достичь скорости вылета ~ 27,1 км/с. В результате одноступенчатая ракета на Кеплере-20 b должна была бы сжечь в 104 раза больше топлива, чем ракета на Земле, для того, чтобы выйти на орбиту.

Чтобы представить все это более наглядно, Гиппке рассматривает конкретные полезные нагрузки, запускаемые с Земли. «Чтобы вывести полезную нагрузку в 6,2 т, как это требуется в случае с космическим телескопом им. Джеймса Вебба с планеты Кеплер-20 b, топливная масса увеличится до 55 000 т, что равно массе крупнейших океанских линкоров», – пишет он. «Для классической Аполлонов на Луну (45 т) ракета должна быть значительно больше, ~ 400 000 т».

Проект Starshot, призванный стать первым межзвездным путешествием человечества.

Анализ, проведенный Гиппке, позволяет сделать вывод о том, что химические ракеты все же будут обеспечивать необходимые для вылета с планеты скорости на сверхземлях, имеющих до 10 масс Земли. Однако количество требуемого для этого топлива топлива делает этот метод нецелесообразным. Как отметил Гиппке, это может серьезно повлиять на развитие чужой цивилизации.

«Я удивляюсь тому, как удачно мы, люди, оказались на планете, которая достаточно удобна для выполнения космического полета», – сказал он. «Другие цивилизации, если они существуют, могут быть и не такими удачливыми. На более массивных планетах космический полет будет более дорогим, причем его возможность будет убывать по экспоненте в зависимости от массы планеты. У таких цивилизаций не будет спутникового телевидения, миссии на Луну или космического телескопа Хаббл».

Обе эти статьи дают некоторые явные выводы, которые касаются поисков внеземного интеллекта (). Во-первых, это означает, что цивилизации на планетах, которые вращаются вокруг красных карликов или суперземель, с меньшей вероятностью освоят космическое пространство, что затруднит их обнаружение. Результаты исследования указывают также на то, что человечество может быть одной из немногих цивилизаций, которым дана возможность исследовать космос путем .

Вам могут понравиться эти статьи:

Возможно, мы нашли вторую Землю?

У ближайшей к Солнцу звезды обнаружена планета, возможно, пригодная для жизни; воображение уже рисует на ней плотную атмосферу и океаны.

Найденная планета, получившая название Proxima b , имеет почти круговую орбиту, от звезды ее отделяет примерно 7,6 миллионов километров (0,05 астрономической единицы, то есть среднего расстояния Земли от Солнца). Год в этом мире длится всего 11 дней, масса планеты превышает земную в 1,3 раза, а средняя температура поверхности близка к нулю градусов Цельсия - это всего на десять градусов ниже, чем у Земли, и на несколько десятков градусов выше, чем у Марса.

По космическим меркам Проксима Центавра совсем рядом – всего-то 4,24 светового года.

Помешать появлению этого рая может сама родительская звезда Проксима Центавра, для которой характерны сильные ультрафиолетовые и рентгеновские вспышки. Об этом рассказывается в исследовании, опубликованном в журнале «Nature».

Компьютерное моделирование давно подсказывало астрономам, что у нашей соседки есть как минимум одна планета, да и в основном экзопланеты находят именно у красных карликов.

Открытие Проксима б было совершено посредством наблюдения доплеровского смещения спектра звезды, обусловленного гравитационным воздействием планеты. Работа выполнена на двух научных инструментах Европейской южной обсерватории - HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) и UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph).

Несмотря на, казалось бы, катастрофическую близость к светилу, этот мир может быть очень неплох с точки зрения поддержания жизни, ведь - холодные звезды.

Температура поверхности Проксима Центавра более чем в два раза (почти на три тысячи кельвинов), масса - в десять раз, а светимость - на четыре порядка меньше, чем у Солнца.

И чтобы вода на поверхности планеты не замерзла, она должна быть приближена а своей звезде гораздо больше, чем Земля к Солнцу.

В Солнечной системе в подобной зоне расположены Венера, Земля и Марс, а интервал расстояний для системы Проксима Центавра составляет от 0,04 до 0,08 астрономической единицы. Казалось бы, все говорит в пользу возникновения жизни, но есть один неприятный момент, который может перечеркнуть все преимущества.

Отличительная черта красных карликов – высокая активность. Вспышки в рентгеновском диапазоне, периодически происходящие на Проксиме Центавра, сильнее самой интенсивной вспышки на Солнце примерно в 400 раз. Как такое излучение скажется на возникновении и поддержании жизни неизвестно. Может быть, такая супервспышка сможет породить цепь химических реакций с образованием молекул органических веществ, но, с другой стороны, она способна «сорвать» с планеты атмосферу. Обладай планета Proxima b , как и Земля, собственным магнитным полем, губительное действие радиации было бы уменьшено, но удаленно его наличие не обнаружить.

В результате самых мощных вспышек на Солнце в окружающее пространство за несколько минут уходит до триллиона мегатонн в тротиловом эквиваленте. Это примерно пятая часть энергии, излучаемой Солнцем за одну секунду, и вся энергия, которую выработает человек за миллион лет (при условии ее производства современными темпами). Супервспышки происходят, как правило, на более крупных звездах спектральных классов F8-G8 - массивных аналогов Солнца (относящегося к классу G2). Эти светила обычно не быстро вращаются вокруг своей оси и могут находиться в составе тесной двойной системы. Мощность супервспышек превышает типичные солнечные вспышки в десятки тысяч раз, однако, ученые не исключают возможность такого катаклизма и на Солнце.

Кроме этого, планета Проксима б в силу своей близости к звезде всегда повернута к ней одной стороной, то есть находится в состоянии приливного захвата, как Луна по отношению к Земле. Это значит, что одна половина планеты постоянно нагрета, а другая всегда холодна. Моделирование показало, что это не станет непреодолимым препятствием для существования жизни при условии наличия плотной атмосферы. Постоянные конвективные потоки обеспечат теплообмен между половинами планеты и в «приграничной полосе» может установиться комфортная температура.

Вероятнее всего, такая большая планета образовалась в удаленных районах системы и, со временем, переместилась в нынешнее положение. Глядя на Солнечную систему можно утверждать, что это небесное тело содержит большое количество воды.

Проксима Центавра, вероятно, является частью тройной звездной системы, к которой относится также двойная звезда альфа Центавра, звезды в ней разделяет всего 23 астрономические единицы. Период обращения красного карлика вокруг двух солнцеподобных звезд составляет более 500 тысяч лет.

Полет к альфа Центавра

Астрофизиком Филипом Любиным (Калифорнийский университет в Санта-Барбаре) предложено направить к ближайшей звезде группу маленьких автоматических станций с . Система лазеров на орбите Земли разгонит их до околосветовой скорости. Аналогичная идея предложена российским бизнесменом Юрием Мильнером и британским физиком-теоретиком Стивеном Хокингом.

В планы обоих миссий входит только пролет сквозь систему, ведь затормозить будет невозможно.

Затруднения в реализации проекта связаны с его технической составляющей и ценой. Для реализации проекта Любина потребуется развернуть на орбите Земли группировку, в сто раз по массе превосходящую МКС. Миниатюрному зонду потребуется 15 лет, чтобы достичь Альфа Центавра и прислать обратно несколько фотографий, но цена вопроса – десятки триллионов долларов.

Современному космическому кораблю это удалось бы сделать намного дешевле, но на это потребовалось бы 70 тысяч лет.

Идею Любина поддержал конгрессмен Джон Калберсон, призвавший НАСА приступить к работе над автоматической миссией к альфе Центавра уже в 2017 году. Стартовать станция, по планам республиканца, должна в 2069 году - к столетию высадки астронавтов на Луну. Команда Мильнера-Хокинга также не осталась в стороне. На мероприятии, посвященном открытию Proxima b, было заявлено, что российский бизнесмен запланировал отправку к материнскому светилу и планете зондов уже в 2030 годах. Достичь цели аппараты должны через 20 лет. Первые снимки ближайшей экзопланетной системы на Земле увидят в 2055 году.

Идеи ученых и политиков большинство их коллег восприняли со скепсисом, и на первом плане остается удаленное исследование Proxima b. Проблемы при наблюдении с Земли и из ближнего космоса могут возникнуть из-за малой светимости и скромных размеров Проксимы Центавра.

Близость открытого мира к Солнцу делает из него главный объект для будущих исследований. Кроме того, вероятно, на орбите Проксимы Центавра есть суперземля, расположенная за пределами зоны, подходящей для жизни. Период ее обращения вокруг звезды составляет от 100 до 400 суток.

Поверхность Проксимы Центавра b в представлении художника

Компьютерное моделирование показало, что условия на Проксиме Центавра b могут быть пригодны для существования жизни, если планета имеет атмосферу по плотности схожую с земной. В таком случае газовая оболочка экзопланеты сможет защитить ее обитателей от губительного воздействия излучения центральной звезды. Статья опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters .

Планета Проксима Центавра b астрономами в этом году и сразу же вызвала большой интерес со стороны научного сообщества. Это не удивительно: во-первых, она вращается вокруг ближайшей к Земле звезды - Проксимы Центавра, а во-вторых, находится в потенциально обитаемой зоне, то есть там, где может существовать жидкая вода. Однако наблюдательных данных, которые позволили бы достоверно судить о том, может ли на Проксиме b существовать жизнь, пока что недостаточно. Фактически, все, что известно ученым, - это период вращения планеты (11,2 земных суток), приблизительная масса (1,2 массы Земли) и удаленность от светила (0,05 астрономических единиц). Тем не менее, исходя из этой информации, а также из сведений о Проксиме Центавра, можно строить модели, пусть и основываясь на различных допущениях.

Так, расчеты показывают, что на поверхность планеты будет падать большое количество экстремального ультрафиолетового и рентгеновского излучения. По оценками исследователей, Проксима b должна получать, как минимум, в 250 раз больше рентгеновского излучения, чем Земля. Это накладывает определенные ограничения на возможность существования жизни на планете, так как рентгеновские лучи являются ионизирующими , то есть вредными для живых организмов. Так, смертельная доза радиации для человека составляет 5 до 10 зиверт, для золотой рыбки - 100 зиверт, 100-1000 зиверт для насекомых, 10 000 зиверт для вирусов и 10 000 - 100 000 зиверт для бактерии Deinococcus radiodurans .

Однако автор новой работы, Димитра Атри (Dimitra Atri), считает, что жизнь на Проксиме b сможет существовать, даже если на Проксиме Центавра будут происходить вспышки и выбросы корональной массы, сопровождаемые всплесками протонов высоких энергий. К такому выводу он пришел, оценив вероятный размер звездных вспышек (на основе зарегистрированных солнечных вспышек), возможную плотность атмосферы планеты и напряженность магнитного поля.

Доза радиации, которая попадет на Проксиму b в результате вспышки на Проксиме Центавра, если атмосфера будет иметь «столбцовую плотность» 100 (сплошная линия), 300 (точечный пунктир), 700 (короткие штрихи) и 1000 (длинные штрихи) грамм на сантиметр в квадрате. Горизонтальной линией показана усредненная суточная доза радиации от естественного радиационного фона на Земле.

Расчеты астрофизика показали, что если планета будет иметь газовую оболочку по плотности не уступающую земной («столбцовая плотность » около 1000 грамм на сантиметр в квадрате) и такое же, как у Земли, магнитное поле, то организмы на ее поверхности смогут пережить большинство вспышек на Проксиме Центавра. По оценкам исследователя, биосфере планеты вряд ли навредят даже мощные вспышки с энергией более 1×10 35 эрг (большие вспышки на Солнце имеют энергию около 1×10 32 эрг). В случае, если атмосфера будет менее плотной («столбцовая плотность» 700 грамм на сантиметр в квадрате), выбросы частиц с высокими энергиями станут угрозой для некоторых видов, например человека. В худшем случае, если у Проксимы b почти не окажется магнитного поля, вспышки «сдуют» с нее атмосферу и тогда вся жизнь, подобная земной, погибнет.

Тем не менее, автор работы подчеркивает, что при оценке жизнепригодности планеты необходимо учитывать не только единовременный, но и накопительный эффект, создаваемый всплесками протонов высоких энергий. На красных карликах спектрального класса М (к которым относится Проксима Центавра) вспышки с мощностью 10 34 -10 35 эрг происходят примерно раз в десятилетие, а с мощностью 10 32 - каждые пять дней. На поверхность планеты с атмосферой и напряженностью магнитного поля, как у Земли, все равно будет попадать сравнительно небольшая доза радиации (около 0,01 зиверт), но при отклонениях - например, при более тонкой атмосфере - они уже будут вредить живым организмам (например, для человека вредной считается доза радиации от 50 миллизиверт).

Недавно астрофизики попытались рассчитать возможный состав и строение Проксимы b. По их оценкам, на поверхности планеты существовать океан, однако эти расчеты весьма приблизительны. Модели других исследователей показывают, что у тусклых звезд вполне могут формироваться землеподобные планеты, и ученые также допускают на них существование океанов.

Кристина Уласович

В августе этого года ученые, едва сдерживая слезы радости, объявили об открытии землеподобной планеты Проксима b , расположенной в ближайшей к нам звездной системе. Изучив все собранные о ней сведения, ученые пришли к выводу, что планета может иметь подходящую для дыхания атмосферу и даже, возможно, имеет участки, покрытые водой.

Предполагаемый пейзаж на Проксиме b

Результаты же последнего исследования этого мира предлагают нам сразу и хорошие, и плохие новости. Плохие новости заключаются в том, что планета, вероятнее всего, испытывает частые вспышки «массового вымирания», которые вызываются активностью ее родной звезды. Хорошие же новости заключаются в том, что, несмотря на это, компьютерные симуляционные модели показывают, что планета по-прежнему может поддерживать жизнь.

В рамках компьютерных симуляций ученые выяснили, что если Проксима b на самом деле обладает атмосферой или магнитным полем, аналогичным земным, то жизнь на ее поверхности действительно будет возможна. Однако, если этих защитных барьеров планета не имеет, все живое, если оно там, конечно, было, скорее всего, уже давно вымерло.

Сделаем шаг назад и разберемся в том, что представляет из себя планета Проксима b. Во-первых, очень большой интерес она вызывает тем, что это ближайший к Земле кандидат на звание землеподобной планеты. Она расположена всего в 4,25 световых года, или 40 триллионах километрах, от нас.

Конечно же, на первый взгляд цифра, напротив, может показаться как раз очень большой, однако раньше звание ближайшей к нам землеподобной планеты принадлежало объекту, расположенному в 14 световых годах. Разумеется, на данный момент планета находится за гранью возможностей наших нынешних технологий космических путешествий, однако в перспективе эта планета наверняка станет первой в списке планет за пределами Солнечной системы, которую ученые захотят посетить.

На самом деле, нанести визит планете в 2060 году собрался российский миллиардер Юрий Мильнер. Не сам, конечно, а с помощью крошечного беспилотного космического аппарата на лазерной тяге.

Во-вторых, Проксима b находится в так называемой зоне Златовласки. Это означает, что планета расположена к своей звезде достаточно близко, чтобы поддерживать воду в жидкой форме, и в то же время достаточно далеко, чтобы эта вода на ней вообще сохранилась. На фоне именно этого аспекта исследователи первоначально предположили, что планета может быть обитаемой.

В-третьих, радиус планеты примерно всего в 1,3 раза больше Земли, а сама она находится на орбите возле красного карлика Проксимы Центавра, являющегося частью звездной системы Альфы Центавра. Орбитальный период Проксимы b составляет 11,2 земных суток.

Ввиду слабой светимости родной звезды планета получает как раз такое количество тепла, чтобы вода на её поверхности могла существовать в виде жидкости и не замерзать в вечные льды. Предварительные подсчеты говорят о том, что температура на ее поверхности составляет -40 градусов Цельсия.

Казалось бы, почти идеальный зимний курорт. Однако есть одна большая проблема. Согласно новому исследованию, этот мир может сталкиваться с регулярными событиями, которые на той же Земле могли бы привести к массовому вымиранию. Виной тому является родная звезда, плюющая время от времени вспышками, уничтожающими все живое.

Другими словами, планета часто подвергается воздействию солнечных штормов, аналогичных тем, что испытывает Земля. Однако Земля обладает магнитосферой и плотной атмосферой, которые защищают ее от губительной радиации Солнца. Что же касается Проксимы b, у ученых пока не имеется убедительных доказательств того, что планета обладает такими же «защитными экранами».

С момента обнаружения Проксимы b астробиолог Димитра Атри из Института космических наук Блю Марбл в Сиэтле провел несколько компьютерных симуляций, чтобы выяснить, насколько часто происходят вспышки родной звезды и в каком случае жизнь на этой планете (если бы она там была) могла бы сохранить свое существование в рамках этих вспышек.

Результаты его работы показывают, что Проксима b действительно могла бы быть обитаемой, но все в первую очередь зависело бы от ее атмосферы.

«Я бы сказал, что слишком преждевременно называть Проксиму b обитаемой. Есть множество факторов, только с учетом которых можно было бы ответить на вопрос о том, способна ли эта планета поддерживать биосферу. Новые наблюдения и анализ помогут прояснить эту ситуацию», — говорит Атри.

Для того чтобы выяснить, в каких случаях жизнь на этой планете могла бы выжить, Атри принял во внимание тип и размер всех известных нам звездных вспышек во Вселенной; подобрал разные параметры плотности атмосферы планеты, а также разные показатели силы ее магнитного поля - ключевого компонента экранирования и защиты планеты от солнечного ветра.

Его расчеты показали, что все, что необходимо Проксиме b для того, чтобы считаться обитаемой, - это наличие атмосферы и магнитного поля, аналогичных земным.

С другой стороны, расчеты также показали, что при наличии тонкой, разряженной атмосферы и полном отсутствии магнитного поля планету не следует рассматривать в качестве многообещающего места для жизни.

До тех пор, пока мы не получим возможность изучить планету более детально — будь то лично или с помощью более продвинутых телескопов, — мы не сможем точно ответить на вопросы о том, какими на самом деле характеристиками она обладает. Однако Атри уточняет, что далеко не все симуляционные модели были проверены.

Если бы на планете находились устойчивые к суровым условиям микробы, то это была бы совсем другая история. И следующее, что собирается проверить Атри, является именно это. По крайней мере хотя бы в рамках компьютерных симуляций.

«Одним из важнейших аспектов при проведении этого исследования являлось предположение о том, что планета уже имеет мощное магнитное поле и плотный атмосферный экран. При реальном наличии этих особенностей у планеты, даже самые мощные звездные вспышки не нанесут серьезного вреда даже самой примитивной биосфере», — отмечает Атри.