Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
Система Trappist-1 с ее семью экзопланетами в сравнении с Солнечной системой
Источник: NASA / JPL–Caltech
Ледяных планет, таких как Хот из эпизода V «Звездных войн», вероятно, во Вселенной хоть отбавляй. Многие экзопланеты находятся очень далеко от своей звезды, а значит, на них царят лютые холода. В нашей Солнечной системе это относится ко всем объектам, которые находятся за пределами орбиты Нептуна. Они называются транснептуновыми объектами (ТНО). Мы говорим о расстоянии около 30 астрономических единиц от Солнца. Солнечному свету требуется четыре часа, чтобы туда добраться. Примером ТНО можно считать карликовую планету Плутон, а вместе с ней — еще множество маленьких тел, резвящихся неподалеку. За орбитой Нептуна, в поясе Койпера, разместилась богатая коллекция маленьких тел, астероидов, комет и планет-карликов — всего около 100 000 объектов. В этих краях стоят суровые морозы, и таких Хотов там немало. Наиболее крупным из них, то есть карликовым планетам, таким как Плутон, астрономы дали благозвучные имена: Эрида, Седна, Макемаке, Квавар.
Применение метода трансмиссионной спектроскопии экзопланетных атмосфер на примере похожей на Юпитер экзопланеты Wasp-19b. Часть света звезды, вокруг которой она вращается, проходит через ее атмосферу и попадает на Землю. Астрономы использовали его для определения состава атмосферы и обнаружили среди прочего воду, оксид натрия и титан
Источник: ESO / M. Kornmesser
Помимо проверки предпосылок для зарождения жизни, можно также пытаться найти ее непосредственные следы, так называемые биомаркеры. У живых организмов происходит обмен веществ, в ходе которого они выделяют химические соединения, — растения, например, в процессе фотосинтеза выделяют кислород. Особой формой кислорода является озон (трикислород, 03), он образуется, когда под воздействием ультрафиолетового излучения молекула кислорода 02 словно раскалывается на части. Во время пищеварения позвоночных животных в качестве отхода выделяется метан (CH4), именно эти молекулы, помимо прочего, вылетают из коровы сзади. Подобные кислороду и метану элементы и молекулы являются относительно хорошими биомаркерами. Можно сделать вывод, что они имеют биологическое происхождение, а значит, их создали живые существа. Хотя в случае метана этот вывод не слишком точен. Эта органическая молекула встречается, к примеру, в атмосферах газовых гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, а также Титана, самого большого спутника Сатурна, и карликовой планеты Плутон. Однако коров там пока не обнаружено; буренкам на газовой планете пришлось бы нелегко, ведь там нет твердой поверхности, а значит, негде стоять. А впрочем, вдруг местные коровы летают?
Как бы то ни было… Астрономам необходимо сперва осмотреть планету вдоль и поперек, а потом уже делать сенсационные заявления. Так они и поступают. И благодаря этому, наблюдая за звездами разными коварными способами, ученые могут учуять признаки жизни даже на расстоянии нескольких световых лет. Вот как у них это получается: во-первых, у нас должна быть ориентированная особым образом система, в которой интересующая нас экзопланета совершает астрономический транзит, то есть проходит прямо перед своей звездой. Эта звезда послужит нам источником света, расположенным за экзопланетой. При этом планета будет блокировать световое излучение. Однако, если атмосфера у нее тонкая, излучение начнет в ней распространяться — будет трансмиттировано — и частично долетит до Земли.
Разложив свет звезды на спектр, астрономы обнаруживают, что часть его была поглощена газовой оболочкой экзопланеты. Физический механизм тут такой же, как у фраунгоферовых линий Солнца. На основании черных линий (линий поглощения) астрономы могут заключить, какие химические элементы и молекулы, вероятно, встречаются в этой атмосфере. Данный метод называется трансмиссионной спектроскопией экзопланетных атмосфер.
Если в спектре обнаружится метан, это может послужить признаком существования инопланетных коров. Но, как я уже говорил, этого недостаточно, астрономам нужно собрать больше доказательств того, что метан произведен живыми организмами, и поискать другие признаки существования жизни на экзопланете. Это чрезвычайно захватывающий поиск, и уже завтра доказательство существования инопланетной жизни может потрясти мир.
ЭСПРЕССО, пожалуйста!
Прежде чем у вас перед глазами предстанет Джордж Клуни, а во рту появится привкус кофе, позвольте вас прервать. Извините, речь пойдет не о восхитительном горячем напитке, а об астрономическом инструменте, в конце 2017 года установленном на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории. ESPRESSO расшифровывается как Echelle SPectrograph for Rocky Exoplanet and Stable Spectroscopic Observations, что означает «спектроскопический инструмент для обнаружения скалоподобных экзопланет и наблюдения спектров». В принципе, это что-то вроде усовершенствованной версии HARPS, то есть точно такой же инструмент, как HARPS, только лучше.
Не кофеварка и не подводная лодка, а спектроскоп
Источник: ESO / ESPRESSO Consortium, Samuel Santana Tschudi
С 1995 года число известных экзопланет быстро увеличивалось. Текущий статус можно узнать в любое время на сайте exoplanet.eu. Там также собраны данные обо всех экзопланетах, с помощью разных веб-инструментов их можно самостоятельно группировать в виде диаграмм и анализировать. Статус на ноябрь 2018 года: найдено 3885 экзопланет. Около двух третей всех известных в настоящее время экзопланет были обнаружены с использованием метода транзита. Для этого был оптимизирован ныне отключенный телескоп НАСА «Кеплер». Теперь поиск берут на себя новые телескопы.
В апреле 2018 года НАСА запустило миссию TESS, что расшифровывается как Transiting Exoplanet Survey Satellite («спутник для транзитной съемки экзопланет»). Четыре камеры шириной десять сантиметров используют этот космический телескоп для сканирования экзопланет по всему небу. TESS нацелен в первую очередь на поиск красных карликов класса М.
Европейцы тоже не отстают. ЕКА
