NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyl Планета Kepler-452b в представлении художника

Астрономы уже нашли достаточно много экзопланет, являющихся потенциально жизнепригодными. В новой работе специалисты сфокусировались на количестве ультрафиолетового излучения, исходящего от родительской звезды и способного, как предполагается, способствовать развитию жизни: на этой основе исследователи определили планеты, на которых могла появиться жизнь наподобие жизни на нашей планете.

«Жизнь, как мы знаем, требует множество молекулярных структур, выполняющих различные функции внутри клетки, — объясняет астрофизик Пол Риммер (Paul Rimmer) из Кембриджского университета. — В том числе ДНК, РНК, белки и клеточные мембраны, которые состоят из относительно простых строительных блоков (липидов, нуклеотидов и аминокислот). Долгое время то, откуда появились данные строительные блоки, оставалось загадкой, однако недавно важные открытия помогли определить, каким образом они появились на поверхности Земли».

«К примеру, — объясняет Риммер, — подсвечивание ультрафиолетом синильной кислоты (химическое соединение, существующее в природе) в воде, при наличии отрицательно заряженного иона, такого как бисульфит, приводит к появлению простых сахаров». При подходящих условиях синильная кислота — которая в больших количествах содержится в протопланетных дисках — и отрицательно заряженный ион могут произвести огромные концентрации строительных блоков для жизни, однако для этого им необходим ультрафиолет.

В 2015 году исследователи продемонстрировали это экспериментально. Так, с помощью УФ-излучения и синильной кислоты им удалось создать липиды, аминокислоты и нуклеотиды, являющиеся компонентами живых клеток, однако без использования ультрафиолета реакция не состоялась.

Риммер и другие ученые использовали эти данные для нового исследования. Специалисты сравнили количество примененного УФ-излучения в эксперименте 2015 года с излучением, исходящим от звезд в системах планет — кандидатов «Кеплера» (потенциально жизнепригодных экзопланет, обнаруженных космическим телескопом «Кеплер»). На основании расчетов исследователи определили так называемую зону абиогенеза — расстояния от звезды, на котором планета получала бы достаточно УФ-излучения. (В список кандидатов «Кеплера» входят каменистые планеты, находящиеся в зоне обитаемости: не слишком близко и не слишком далеко от звезды — чтобы на планете могла существовать жидкая вода.)

Важно, как отмечается, чтобы звезда обладала температурой, схожей с таковой у Солнца: тогда зона обитаемости и зона абиогенеза пересекаются. Более холодные звезды же обычно испускают УФ-излучение в недостаточном количестве — если, конечно, на них не происходят частые вспышки: способны ли последние привести к возникновению строительных блоков для жизни, пока, как отмечают исследователи, остается неизвестным.

Планета Kepler 452-b (из-за возможного сходства с Землей ее назвали «Земля 2.0»), как установили специалисты, входит как в зону обитаемости, так и в зону абиогенеза. Кроме того, по словам исследователей, планета Kepler-62e, вероятно, входит в зону абиогенеза, однако она может быть не каменистой.

Телескоп «Кеплер», обнаруживший множество планет за пределами нашей Солнечной системы, в скором времени прекратит работать (у аппарата, как известно, заканчивается топливо). Однако на замену ему уже был запущен космический телескоп TESS (недавно он официально

Карликовые планеты вроде Цереры и Плутона, а также другие крупные астероиды похожи на планеты земной группы тем, что у них есть твердая поверхность. Однако состоят они больше из ледяных материалов, нежели камня.

земной группы

Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, были газовыми гигантами, поскольку их обнаружить легче всего. Но с 2005 года были обнаружены сотни потенциальных экзопланет земной группы - во многом благодаря космической миссии «Кеплера». Большинство планет стали известны как «суперземли» (то есть планеты с массой между Землей и Нептуном).

Примеры экзопланет земной группы , планету с массой в 7-9 земных. Эта планета вращается вокруг красного карлика Gliese 876, расположенного в 15 световых годах от Земли. Существование трех (или четырех) экзопланет земной группы также было подтверждено между 2007 и 2010 годом в системе Gliese 581, другого красного карлика приблизительно в 20 световых годах от Земли.

Самая маленькая из них, Gliese 581 e, по массе всего в 1,9 земных, но вращается слишком близко к звезде. Две других, Gliese 581 c и Gliese 581 d, а также предполагаемая четвертая планета Gliese 581 g, более массивны и вращаются в пределах « » звезды. Если эта информация подтвердится, система станет интересна наличием потенциально обитаемых планет земного типа.

Первая подтвержденная экзопланета земной группы Kepler-10b - планета массой в 3-4 земных, расположенная в 460 световых годах от Земли, - была обнаружена в 2011 году в ходе миссии «Кеплер». В том же году космическая обсерватория «Кеплера» выпустила список 1235 экзопланетарных кандидатов, включая шесть «суперземель», расположенных в пределах потенциально обитаемой зоны своей звезды.

С тех пор «Кеплер» обнаружил сотни планет размером от Луны до большой Земли, и еще больше кандидатов за пределами этих размеров.

Ученые предложили несколько категорий для классификации планет земного типа. Силикатные планеты - это стандартный тип планет земной группы в Солнечной системе, состоящий преимущественно из силикатной твердой мантии и металлического (железного) ядра.

Железные планеты - это теоретический тип планет земного типа, который состоит почти полностью из железа, а значит более плотный и с меньшим радиусом, чем другие планеты сопоставимой массы. Планеты такого типа, как полагают, образуются в высокотемпературных областях близко к звезде, где протопланетарный диск богат железом. Меркурий может быть примером такой группы: он образовался близко к Солнцу и обладает металлическим ядром, которое эквивалентно 60-70% планетарной массы.

Планеты без ядра - еще один теоретический тип планет земного типа: они состоят из силикатных пород, но не имеют металлического ядра. Другими словами, планеты без ядра - это противоположность железной планете. Планеты без ядер, как полагают, образуются дальше от звезды, где более распространен летучий окислитель. И хотя таких планет у нас нет, есть масса хондритов - астероидов.

Наконец, есть углеродные планеты (так называемые «алмазные планеты»), теоретический класс планет, которые состоят из металлического ядра, окруженного преимущественно углеродными минералами. Опять же, в Солнечной системе нет таких планет, но есть обилие углеродонасыщенных астероидов.

До недавнего времени все, что ученые знали о планетах - включая их образование и наличие разных типов, - выходило из изучения нашей собственной Солнечной системы. Но с развитием изучения экзопланет, которое увидело мощный всплеск за последние десять лет, наши знания о планетах существенно выросли.

С одной стороны, мы пришли к пониманию, что размер и масштаб планет куда выше, чем думали раньше. Более того, мы впервые увидели множество похожих на Землю планет (которые также могут быть обитаемы), существующих в других солнечных системах.

Кто знает, что мы найдем, когда получим возможность отправить зонды и пилотируемые миссии на другие планеты земной группы?

Люди издавна мечтали, что рано или поздно в космосе, в обозримой близости от нас, обнаружится жизнь, пусть даже и в форме, не похожей на нашу. Многочисленные фантастические повести и рассказы, фильмы о встрече представителей Земли и внеземных цивилизаций будоражат воображение и пользуются неизменным успехом.

Среди множества космических объектов особое внимание ученых привлекают так называемые экзопланеты как потенциальные объекты для зарождения и развития внеземных форм жизни. Что же они собой представляют?

Краткая история

Впервые о возможности существования планетарных систем у других звезд сообщил в 1855 году астроном обсерватории Мадраса капитан Джейкоб. Речь шла о системе двойной звезды 70 Змееносца. Гипотеза была опровергнута более поздними исследованиями, проведенными в 90-х годах ХІХ столетия, однако прецедент был создан, и начало поиску планетных систем вне пределов Солнечной системы было положено.

На протяжении ХХ столетия периодически совершались «открытия», которые не находили подтверждения позднее. И лишь в 1988 году канадскими учеными была открыта внесолнечная планета у звезды Гамма Цефея A (Альраи). Впрочем, на подтверждения этого удивительного открытия ушли годы, и ее существование было подтверждено только в 2002 году. Поэтому первенство все же принадлежит швейцарским астрономам Дидье Кело и Мишелю Майору, которые в 1995 году открыли первую внеземную планету - у звезды 51 Пегаса.

Определение

Что такое экзопланета? Это небесное тело, подобно Земле, вращающееся вокруг своего светила - звезды. На сегодняшний день их открыто около трех тысяч. Подавляющее большинство из них - газовые гиганты, подобные нашим Юпитеру, Нептуну и Сатурну, но значительно превышающие их по массе. Жизнь на таких раскаленных небесных телах в привычном нам понимании, то есть в белковой форме, скорей всего, отсутствует.

На январь 2018 года официально подтверждено существование 3726 экзопланет, и около тысячи этих небесных тел еще ожидают официального подтверждения своего статуса с помощью земных телескопов.

Экзопланеты-гиганты

Гигантские газовые гиганты классифицируют в зависимости от их температуры и особенностей атмосферы, по внешнему виду. Всего выделяют пять классов:

1. Аммиачные облака. Это экзопланеты, находящиеся в отдалении от своих звезд, на «задворках» своих солнечных систем, при температуре ниже - 120 градусов Цельсия. Год на экзопланетах такого типа по земным меркам будет очень длинным. К этому типу относятся такие планеты Солнечной системы, как Юпитер и Сатурн. Возможные экзопланеты такого типа - Мю Жертвенника e, 47 Большой Медведицы c. Основные открытия здесь еще впереди. Возможна также ситуация, когда экзопланета находится на не столь значительном удалении от своей звезды, но вращается вокруг слабого светила - красного карлика. Тогда она тоже попадает в этот класс.
2. Водные облака. Температура на поверхности составляет - 20 градусов Цельсия или ниже. Хорошо отражают свет. Помимо водной взвеси, в облака таких небесных тел много метана и водорода, поэтому к экзопланетам, пригодным для жизни, их отнести сложно. Это газовые гиганты, удаленность которых от их светила сравнима с земной. В качестве примера можно привести экзопланету 47 Большой Медведицы b. В Солнечной системе подобные небесные тела отсутствуют.
3. Безоблачные экзопланеты. Планеты эти, как явствует из их названия, лишены облаков, поэтому обладают слабой отражательной способностью. Для наблюдателя их поверхность имеет голубой цвет. Температура колеблется от +80 градусов Цельсия до +530. В Солнечной системе подобных планет нет. Если бы они были, то располагались бы примерно на орбите Меркурия. В качестве примера можно привести 79 Кита b.
4. Экзопланеты с сильными спектральными линиями щелочных металлов. Имеют температуру поверхности свыше + 600 (возможно - до +1000) градусов Цельсия, в связи с чем с их атмосфере преобладает диоксид углерода и пары щелочных металлов. Обладают очень низкой отражающей способностью. Пример - экзопланета TrES-2 b, чья отражающая способность ниже, чем у сажи. Имеют серо-розоватый цвет, в Солнечной системе должны были бы находиться на орбите, которая ближе к Солнцу, чем меркурианская.
5. Кремниевые облака. Что такое экзопланеты с кремниевыми облаками? Это газовые небесные тела, чья температура более +1100 градусов Цельсия. Их поверхность покрыта сплошными облаками, состоящими из силикатов и паров железа. Благодаря этому отражающая способность довольно высока. Такие экзопланеты пригодными для жизни назвать так же сложно, как и покрытые аммиачными облаками, на которых царит ужасный холод. Они имеют серо-зеленый цвет и расположены в непосредственной близости от своего солнца, поэтому визуально их обнаружить невозможно, ведь их светимость не будет видна. Наиболее известный представитель - 51 Пегаса b.

Приведенная выше классификация была предложена астрофизиком из Университета Аризоны Давидом Сударским.

Экзопланеты земного типа

Намного больше шансов обнаружить жизнь на других планетах чужих звездных систем - тех, что подобны нашей Земле. Что такое экзопланета земного типа? Это небесное тело, состоящее не из раскаленных газов, а твердое, меньших размеров, чем газовые гиганты. Из-за их относительно небольших размеров такие экзопланеты сложнее обнаружить, поэтому их известно не так много, как газовых гигантов - немногим более двухсот.

Суперземли

Еще примерно семьсот имеют размеры так называемой суперземли. Под этим термином понимают небесные тела, масса которых составляет до 10 земных. Разница между ними и газовыми гигантами четко не определена, она составляет примерно 10 земных масс. В качестве примера «пограничной» экзопланеты можно привести Mu Arae c, или Мю Жертвенника с - планету-гигант, которая вращается вокруг желтого карлика в созвездии Жертвенника, открытую в 2004 году. Ее масса составляет примерно 0,33 массы Юпитера. Материнские звезды суперземель - это обычно красные или желтые карлики.

Методы открытия экзопланет

В настоящее время известно несколько методов поиска потенциально обитаемых планет в иных звездных системах. Наилучшие результаты достигается при их сочетании, так как некоторые из них работают только при наличии определенных специфических условий. Основные из них описаны ниже.

Метод Доплера

Подразумевает измерение радиальных скоростей звезд с помощью спектометра. С помощью спектрометрического метода можно обнаружить планеты-гиганты и экзопланеты, подобные Земле, расположенные вблизи своей звезды, масса которых как минимум в несколько раз больше земной. Связано это с тем, что вращение этих небесных тел становится причиной доплеровского смещения спектра звездного светила. Согласно статистике, с помощью этого метода было открыто уже более 600 экзопланет.

Метод транзитный

Заключается в изучении колебаний свечения звезд во время прохождения перед их диском гипотетических планет. С его помощью можно вычислить размеры планеты, сочетание же его с первым методом дает представление о плотности небесного тела. Это, в свою очередь, позволяет предположить наличие у него атмосферы. Статистика свидетельствует, что благодаря транзитному методу было открыто около двух сотен планет.

Метод гравитационного микролинзирования

Подобно транзитному, для использования которого необходимо, чтобы наблюдатель и орбита экзопланеты находились в одной плоскости, для этого метода также нужны определенные условия. Он будет эффективен при наличии между земным наблюдателем и звездой другой звезды, играющей роль своеобразной линзы. Позволяет обнаружить у звезды-линзы экзопланеты, работает для тел с небольшой массой. Но применяется он, в силу особых требований, выдвигаемых к расположению небесных тел, ограниченно. Этим способом было открыто около полутора десятков планет.

Метод астронометрический

Основан на изменениях в движении звезд под действием собственных планет. Позволяет определить с достаточной точностью массы экзопланет.

Выше перечислены не все известные методы обнаружения экзопланет, а те, с помощью которых было совершено больше открытий, что доказало их эффективность.

Обозначения небесных тел планетарного типа

Открытым экзопланетам принято давать названия, производные от их светила - звезды, вокруг которой они вращаются. При этом к названию звезды добавляется буква латинского алфавита, начиная с b, так как а указывала бы на саму звезду. Пример: 51 Пегаса b. Следующей открытой в звездной системе планете присваивается последующая буква алфавита. Получается, что имя экзопланеты ничего не говорит ни о ее свойствах, ни о ее удаленности от звезды, а сообщает лишь о порядке ее открытия в звездной системе. И только в том случае, если открывают две экзопланеты одновременно в одной системе, им присваивают буквы в названиях, исходя из расстояния от звезды.

До открытия в 1995 году звездной системы Пегаса экзопланетам давались названия, состоящие из сложных комбинаций латинских букв и цифр. Кроме того, некоторые из них имели собственные имена, часто связанные с мифологией. В 2015 году голосованием Международного астрономического союза эти названия были закреплены официально. Всего их получили 31 экзопланета и 14 звезд.

На сегодняшний день экзопланеты обнаружены примерно у 10 % звезд, вокруг которых велись поиски.

Системы экзопланет

Приведем краткий список известных звездных систем, имеющих экзопланеты:

1. 51 Пегаса - первая солнцеподобная звезда, в которой обнаружена экзопланета.
2. Тау Кита - теоретически является ближайшей в нам планетной системой. но это открытие еще требует подтверждения.
3. 55 Рака - в ней открыто уже несколько экзопланет.
4. μ Жертвенника - открытая в ее системе экзопланета имеет небольшую массу и, по видимому, относится к земной группе.
5. ε Эридана - одна из трех звезд, имеющих экзопланету и видимых без телескопа.
6. Проксима Центавра - ближайшая к Солнцу звезда (красный карлик), имеющая экзопланету.
7. HD 209458 - вокруг этой звезды вращается планета с собственным названием «Осирис» и удивительными свойствами, прозванная «испаряющейся». Исследования ее яркости показали наличие колебаний, которые с точки зрения науки можно объяснить только постепенной потерей планетой своего вещества. Дальнейшие наблюдения показали, что улетучивается не только атмосфера, но и твердые составляющие планетного вещества. Причина этого, вероятно, кроется в сильном разогревании экзопланеты, ведь она находится от своей звезды на расстоянии, в восемь раз меньшем, чем Меркурий от Солнца. Температура на ее поверхности может достигать + 1000 градусов Цельсия. Благодаря наблюдениям за экзопланетой Осирис началась новая эра в изучении внеземных планетарных систем - эра изучения их химического состава и поиска пригодных для жизни условий.

Конечно, этот список экзопланетных систем - неполный, на сегодняшний день их известно намного больше.

Экзопланета земного типа, обладающая атмосферой

В апреле прошлого, 2017 года, западноевропейские астрономы впервые обнаружили у экзопланеты земного типа следы атмосферы. Речь идет о небесном теле GJ 1132b, которое вращается вокруг звезды - красного карлика Глизе 1132. Расстояние до нее от Земли составляет 39 световых лет (12 парсек). Радиус экзопланеты GJ 1132b больше нашей планеты на 20%, а ее масса составляет 1,6 земной. Подразумевается, что ее состав близок к составу земных пород, а поверхность - твердая, скалистая. Это самая близкая к нам планета земного типа.

Согласно данным спектрального анализа, атмосфера этой экзопланеты состоит из смеси метана и водяного пара. Температура в верхних ее слоях приблизительно равна 260 градусам Цельсия, но, предполагается, что у поверхности она еще выше, то есть условия на этой экзопланете еще жарче, чем на Венере.

Это ближайшая экзопланета к нашей Солнечной системе, имеющая атмосферу. Ученые-астрономы назвали это открытие одним из самых важных за последние годы.

Вместо заключения

В статье было рассказано о том, что такое экзопланеты, рассмотрены их виды, правила наименования. Подводя итог, можно сказать, что эпоха массового открытия экзопланет в конце ХХ - начале ХХІ века только начинается. На сегодняшний известны несколько эффективных способов обнаружения этих небесных тел, но все они имеют ту или иную степень погрешности. Наилучший результат дает сочетание нескольких методов обнаружения экзопланетных систем. При этом большинство таких открытий требует подтверждения, которого приходится ждать несколько лет, а то и десятков лет.

Результаты открытий, совершенных земными наблюдателями, позволяют откорректировать наблюдения из космоса. Так, в ходе проекта Гая (Gaia), который был начат в 2013 году, на орбиту Земли выведен спутник, несущий на себе космический телескоп. Основной задачей проекта являлось уточнение звездных карт и масс известных экзопланет, открытых до этого времени. Миссия рассчитана на пять лет, и вполне возможно, нас ждут новые потрясающие открытия - удивительные звезды и новые экзопланеты, на одной из которых может существовать внеземная форма жизни…

GJ 1132b в представлении художника

Max Planck Society

Астрономы из Великобритании, Швеции, Германии и Италии впервые обнаружили следы атмосферы у экзопланеты земного типа. Хотя установить ее состав точно не удается, по словам авторов, ее спектральные характеристики хорошо описываются смесью воды и метана. Ранее астрономы наблюдали атмосферы лишь у значительно более крупных объектов - горячих юпитеров. GJ 1132b обладает массой в 1,6 раз больше земной, а ее радиус превышает радиус Земли в 1,4 раза. Исследование опубликовано в The Astronomical Journal , кратко о нем пресс-релиз Общества Макса Планка.

На сегодняшний день открыто около трех тысяч экзопланет. Большая их часть - гигантские объекты с массами, порядка массы Юпитера и более. Но с точки зрения возможности существования жизни перспективными являются планеты земного типа, которые гораздо сложнее обнаружить.

Существуют два основных метода поиска экзопланет - по доплеровскому сдвигу и транзитный метод. Первый из них основан на том, что гравитация экзопланеты заставляет звезду изменять свою скорость при вращении, с точки зрения земного наблюдателя она движется то быстрее, то медленнее. Это сказывается на положении спектральных линий светила. Второй метод основан на том, что когда экзопланета проходит перед диском звезды, ее светимость снижается. Лишь второй метод позволяет определить характерные размеры планеты и узнать что-то о ее атмосфере.

В случае небольших планет исследования атмосферы ограничены разрешением телескопа. Наблюдения с помощью «Хаббла» до сих пор не надежно обнаружить какие-либо выраженные спектральные особенности у атмосфер экзопланет земного типа.

Авторы новой работы выбрали в качестве объекта исследования транзитную экзопланету земного типа, расположенную сравнительно недалеко - в 39 световых годах от Земли. Она обращается около красного карлика GJ 1132, расположенного в созвездии Паруса. Планета была открыта сравнительно недавно - два года назад, и, по мнению первооткрывателей, может обладать атмосферой. Вместе с тем, равновесная температура ее поверхности составляет 600 кельвинов, поэтому она не пригодна для жизни.

Видимый радиус экзопланеты в разных спектральных диапазонах

John Southworth et al. / The Astronomical Journal, 2017

Исследователи провели детальные наблюдения девяти транзитов экзопланеты перед диском звезды с помощью 2,2-метрового телескопа в Южной европейской обсерватории (Чили). Каждый транзит астрономы анализировали сразу в семи различных спектральных диапазонах: четырех оптических и трех инфракрасных. Для каждого диапазона исследователи оценили видимый диаметр экзопланеты.

Оказалось, что видимый диаметр в одном из инфракрасных диапазонов со статистической значимостью четыре сигма превышает диаметр, полученный из оптических наблюдений. По словам авторов, это говорит об уверенном детектировании атмосферы экзопланеты. Астрономы отмечают, что непрозрачность атмосферы для инфракрасного излучения может объясняться наличием в ней воды, метана или других веществ.

Астрономы отмечают, что обнаружение атмосферы у красного карлика - важный результат. Многие исследования , что красные карлики слишком активны и вспышки на их поверхности могут полностью сметать атмосферу экзопланет, делая их непригодными для жизни. GJ 1132b выступает в роли контрпримера для таких утверждений. Планета располагается всего в двух миллионах километров от звезды, а ее период обращения составляет 1,6 дня.

К красным карликам относятся звезды и , в обитаемых зонах которых недавно были обнаружены экзопланеты земного типа. Возможность существования жизни на них учеными.

Владимир Королёв

Действительно ли мы одиноки во Вселенной? Над этим вопросом человечество ломает голову уже много веков. Ещё не так давно считалось, что Земля является единственной планетой во вселенной, где существует жизнь, но теперь учёные уже не так твёрдо в этом убеждены.

Новые технологии спектрометрического измерения лучевой скорости звёзд позволили учёным взглянуть далеко за пределы нашей Солнечной системы и полученные данные подтвердили их мысли о том, что Земля далеко не так уникальна, как считалось раньше. Согласно последним подсчётам NASA в пределах Млечного Пути насчитывается минимум 200 миллиардов звёзд и по меньшей мере от 10 до 20% из них могут быть обитаемыми мирами.

Когда впервые были найдены экзопланеты

Первые предположения о существовании землеподобных тел, которые вращаются вокруг других небесных светил были сделаны ещё средневековыми учёными Коперником и Джордано Бруно. Но до 1995 года официальная наука считала существование похожих на Землю экзопланет чистой воды спекуляцией. Теперь же учёные убедились, что почти возле каждой звезды есть одна или несколько планет, а это уже сотни миллионов потенциально обитаемых миров только в пределах одной лишь нашей галактики.

К сожалению, технологии обнаружения экзопланет сегодня находятся в зачаточном состоянии, но в NASA надеются совершить огромный прорыв уже в ближайшее десятилетие. Строительство мощных орбитальных телескопов должно увеличить знания во многих областях астрономии и в первую очередь в поиске обитаемых миров.

Что такое экзопланеты и какие есть типы экзопланет

Экзопланетой называется любая планета, которая находится вне солнечной системы. Они могут иметь самый разный размер и состав - от маленьких скалистых планет до огромных газовых гигантов. Всего в настоящее время открыто 3,583 экзопланеты в 2688 планетарных системах. Существует разные способы классификации экзопланет, но по стандарту NASA они разделяются на следующие типы

Экзо Земли. Это планеты земной группы, которые имеют сходные с нашей массу, состав, радиус, атмосферу и орбиту в обитаемой зоне своей звезд. В основном они состоят из тяжёлых элементов, таких как силикатные породы и металлы. В них присутствует металлическое ядро, силикатная мантия и кора. Также они обладают достаточным магнитным полем, для сохранения атмосферы и защиты поверхности от избытка радиации и звёздных ветров. Поэтому среди первых кандидатов на роль новой родины для землян рассматриваются именно такие экзопланеты, похожие на Землю по всем основным параметрам.

Суперземли . Это планеты с массой 1–10 Земной. Данный термин не делает упор на обитаемости и поверхностных условиях небесного тела. Им обозначаются все новые экзопланеты масса которых превышает Земную, но не дотягивает до газовых гигантов. Они могут быть как полностью непригодными для обитания, так и обладать всеми условиями для жизни.

Планеты-океаны и планеты-пустыни . Это экзопланеты, являющиеся либо на 100% покрытыми водой в жидком виде, либо, наоборот, представляющие собой абсолютно сухую пустыню без малейших следов воды в любом её виде.

Учёные полагают, что шансы зарождения жизни в пределах водных миров, которые находятся на стабильной орбите, достаточно высоки. Планеты-пустыни, в свою очередь, абсолютно мертвы и вряд ли могут послужить новым пристанищем для человека в будущем.

Газовые гиганты . Газовыми гигантами называют все планеты с массами, превышающими земную в 10 раз и составом, состоящим из небольшой каменистой сердцевины, окружённой водородом и гелием. Почти все открытые экзопланеты, обнаруженные с самого начала являются именно газовыми гигантами, поскольку обнаружить их гораздо легче, чем небольшие скалистые планеты земного типа.

Горячие Юпитеры . Это газовые гиганты, которые вращаются очень близко вокруг своей звезды. Это своего рода высокотемпературный вариант обычного газового гиганта.

На первых порах они стали полной неожиданностью для учёных, поскольку такие тела могут образовываться только в значительной удалённости от звезды где водородные соединения могут смерзаться в твёрдые куски льда. Позже было доказано, что Горячие Юпитеры являются обычными газовыми гигантами, которые мигрируют к центру своей солнечной системы, будучи захваченные гравитацией звезды.

Кочевые планеты . Планеты без звезды, свободно плавающие по всей галактике. По оценкам, учёных количество планет-изгоев в нашей галактике очень высоко и исчисляется сотнями миллиардов, но обнаружить их трудно. Шансы, что на такой планете может существовать жизнь очень малы. К тому же они могут представлять опасность для других более гостеприимных миров.

Существуют ещё и гипотетические типы планет, как например, хтонические и пульсарные планеты. Первые представляют собой бывшие газовые гиганты, обожжённые до полной потери газовой оболочки, а вторые - мёртвые небесные тела, которые обращаются вокруг пульсаров.

Первые изученные экзопланеты, пригодные для жизни

Kepler-62 f

По мнению многих учёных, эта планета является одной из самых похожих на Землю. Она в 1,4 раза больше Земли и относится к классу тёплых суперземель. Её солнце - одиночный оранжевый карлик в созвездии Лира Kepler-62 возрастом от 4 до 7 млрд лет. Считается, что с большой долей вероятности там есть жидкая вода и атмосфера с преобладанием углекислого газа, поэтому планета находится в целевом списке SETI. Единственный минус - расстояние. Kepler-62 f находится в 1200 световых лет от нас, поэтому подробно изучить её в обозримом будущем не представляется возможным.

Gliese 667 C c

Если и существуют экзопланеты, пригодные для жизни, то Gliese 667 C c обязательно попадёт в этот список. Её плюсы - это температурный режим, на 90% схожий с земным, наличие достаточно плотной атмосферы с высоким содержанием CO2 и относительная близость к Земле (22 световых года). В качестве основного минуса можно считать массу, превышающую земную минимум втрое. Поэтому будущим колонистам придётся существовать при повышенной гравитации. Планета вращается вокруг красного карлика Глизе 667. Его возраст оценивается в 4–7 млрд лет, а масса составляет всего 31% от массы Солнца.

Kepler-62 e

Перспективная суперземля, которая вращается вокруг звезды Kepler-62. Астрономы уверены, что её масса лишь в 1,6 раз превышает земную, а 90% её поверхности покрыты тёплым океаном. Настоящая планета-курорт, которая имеет все шансы стать уютным домом для различных водных организмов (по подсчётам NASA вероятность этого составляет до 70–80%).

Gliese 581 g

Ещё одна планета со спорным статусом, существование которой то подтверждается, то снова опровергается. Предположительно она расположена возле звезды Глизе 581 в созвездии Весов, в 20,4 световых годах от Земли. Учёные, которые не сомневаются в её существовании, уверяют, что по уровню пригодности для населения она является одной из самых привлекательных. Красный карлик должен давать достаточно тепла, чтобы на этой каменистой планете могли существовать свои реки, озёра и моря. Поэтому исследования вокруг Gliese 581 g ведутся до сих пор.

Kepler-22 b

Пожалуй, самая знаменитая и хорошо изученная экзопланета. По оценке учёных, даже в случае самых худших их опасений эта планета окажется пригодной для относительно комфортной жизни. Её радиус больше земного в 2,4 раза, поэтому сила гравитации в любом случае должна быть приемлемой. Ещё предполагается наличие атмосферы с высоким содержанием CO2 и наличие большого количества воды, которая покрывает всё за исключением полярных шапок.

Солнце планеты - Kepler-22 находится между созвездиями Лебедя и Лиры. Оно аналогично земному солнцу по спектральному классу, а его радиус и масса равны 0,979 и 0,970 от солнечных. В общем, почти как дома. Правда, лететь придётся далековато - 619 световых лет.

Новые экзопланеты

Самым новым открытием астрономов является одиночная звезда в созвездии Водолея TRAPPIST-1, вокруг которой вращается семь экзопланет. Эта планетарная система удалена от Земли на 40 световых лет и по единогласному мнению учёных из NASA, её открытие является грандиозной удачей. Ведь по предварительным оценкам все семь экзопланет похожи по размеру на Землю и по меньшей мере на поверхности трёх из них есть жидкая вода. Сама звезда является красным карликом возраст которого оценивается примерно в 500 млн лет. И хотя планеты расположены довольно близко к светилу, его активность является сравнительно невысокой, поэтому планеты вряд ли будут представлять собой аналоги нашей Венеры.

Почему открытие TRAPPIST-1 является столь важным? Учёные называют несколько основных преимуществ этой планетарной системы перед остальными. Первое - молодость и стабильность солнца. М-карлики живут долго, а значит, если человек туда когда-нибудь доберётся, он гарантированно застанет на месте все семь экзопланет. Второе - гостеприимность. В атмосфере трёх из семи планет есть кислород, углекислый газ и озон, что предполагает надёжную защиту от солнечной радиации. Третье - 40 световых лет является сравнительно небольшим расстоянием. Поэтому открытие экзопланет в системе TRAPPIST-1 действительно является крайне важным событием, значимость которого трудно переоценить.

Проксима Центавра b - ближайшая экзопланета земного типа

Проксима Центавра b является ближайшей к Земле экзопланетой (4,22 световых года), находящейся в так называемой зоне обитаемости. Этот фактор очень важен, поскольку остальные экзопланеты, похожие на Землю расположены в десятках и сотнях световых лет от нас. Не исключено, что первые попытки экспедиции в дальний космос будут направлены именно в эту сторону.

Но не так всё радужно, как кажется на первый взгляд. Исходя из имеющихся данных NASA, Проксима Центавра b - это холодная каменистая суперземля, которая получает колоссальное количество радиационного излучения от своего светила. Поэтому первым людям, которые там побывают, вряд ли можно надеяться на гостеприимный приём. Впрочем, человечество пока всё равно не располагает эффективными средствами для дальних космических путешествий. Это даёт надежду, что к моменту изобретения первых межзвёздных кораблей неподалёку от нас будут найдены новые и более перспективные экзопланеты.

Когда станет возможной колонизация ближайших экзопланет и какие существуют препятствия

Открытие экзопланет - на 100% пригодных для заселения является лишь половиной дела. Даже если неподалёку от Земли (1-10 световых лет) будут найдены экзопланеты подходящие по всем параметрам, от них нас всё равно отделяют такие гигантские расстояния, что космические экспедиции пока кажутся совершенно нереальными.

В настоящий момент уже существуют проекты космических парусников и термоядерных ракет, способных покинуть пределы Солнечной системы, однако, их испытания столкнулись с несколькими серьёзными трудностями. Основная - низкий КПД. Даже если корабли достигнут запланированной скорости, полёт к ближайшей звезде займёт минимум 10 лет в один конец. Вторая - неизбежное повреждение корпуса космической пылью при достижении высоких скоростей. Третья - разрушительные нагрузки на человеческое тело во время ускорения или торможения.

И это уже не говоря за такие опасности, как риск радиационного облучения экипажа во время полёта или возможные психологические проблемы связанные со столь длительным нахождением в закрытом пространстве.

На что можно рассчитывать в ближайшем будущем

Другие перспективные разработки, как, например, фотонный двигатель на магнитных монополях, ионный двигатель, Двигатель Бассарда или аннигиляционные двигатели в теории могут быть реализованы в ближайшие десятилетия и способны обеспечить достаточную производительность для сокращения длительности полёта к тем же Альфа Центавра или Звезде Барнарда до 2–5 лет. Но при этом вторая и третья проблема всё равно остаются открытыми.

Хорошей альтернативой могли бы стать мгновенные перемещения с помощью так называемых «кротовых нор» или варп-двигателей, но на текущий момент всё это относится больше к разряду научной фантастики. Возможность существования первых сегодня вообще находится под вопросом, а вторые хоть и имеют под собой теоретическое обоснование (благодаря труду физика Мигеля Алькубьерре), но как реализовать эти принципы на практике пока никто даже не представляет. Поэтому по оценке NASA в ближайшее столетие о пилотируемых экспедициях за пределы солнечной системы можно даже не мечтать, а основная программа колонизации будет направлена в сторону Марса и спутников Юпитера.

Есть ли шанс обнаружить жизнь на известных экзопланетах? На этот счёт учёные не осмеливаются делать никаких точных предположений. С помощью изучения таких экстремальных организмов, как гималайские пауки-скакуны, морские глубоководные кольчатые и дьявольские черви, различные глубоководные бактерии, коловратки Bdelloidea или тихоходки, биологи пытаются симулировать развитие жизненных форм на других планетах, но это пока похоже на движение вслепую. Единственное, что пока можно утверждать точно - никаких встреч с представителями высокоразвитых цивилизаций в ближайшее время можно не опасаться. Ведь несмотря на все усилия, за всю историю наблюдения не было обнаружено никаких искусственных сигналов, способных указать на инопланетный разум. А значит и вероятность пересечься с другими космическими путешественниками стремится к нулю.