Суперземите са по-големи, по-често срещани и по-обитаеми от самата Земя – и астрономите откриват повече от милиардите, които смятат, че са там


Астрономите вече рутинно откриват планети, обикалящи около звезди извън Слънчевата система – те се наричат ​​екзопланети. Но през лятото на 2022 г. екипите, работещи върху НАСА Сателит за изследване на транзитна екзопланета откриха няколко особено интересни планети, обикалящи в обитаемите зони на своите родителски звезди.

Една планета е 30% по-голям от Земята и обикаля около звездата си за по-малко от три дни. Другото е 70% по-голям от Земята и може да побере дълбок океан. Тези две екзопланети са супер-Земи – по-масивна от Земята, но по-малка от ледени гиганти като Уран и Нептун.

аз съм професор по астрономия който изучава галактически ядра, далечни галактики, астробиология и екзопланети. Следя отблизо търсенето на планети, на които може да има живот.

Земята все още е единственото място във Вселената, за което учените знаят, че е дом на живот. Изглежда логично търсенето на живот да се съсредоточи върху земните клонинги – планети със свойства близки до земните. Но изследванията показват, че най-добрият шанс на астрономите да открият живот на друга планета вероятно е на супер-Земя, подобна на откритите наскоро.

Изображение, показващо Земята и Нептун със средно голяма планета между тях.
Суперземя е всяка скалиста планета, която е по-голяма от Земята и по-малка от Нептун. Алдарон, CC BY-SA

Често срещан и лесен за намиране

Повечето суперземи обикалят около хладни звезди джуджета, които са с по-ниска маса и живеят много по-дълго от Слънцето. Има стотици готини звезди джуджета за всяка звезда като Слънцето и учените са открили супер-Земя в орбита 40% готини джуджета те са гледали. Използвайки това число, астрономите изчисляват, че има десетки милиарди на суперземи в обитаеми зони, където течна вода може да съществува само в Млечния път. Тъй като целият живот на Земята използва вода, водата се смята за критична за обитаемостта.

Въз основа на настоящите прогнози, около a трета от всички екзопланети са суперземи, което ги прави най-често срещаният тип екзопланети в Млечния път. Най-близкият е само на шест светлинни години от Земята. Може дори да кажете, че нашата слънчева система е необичайна, тъй като няма планета с маса между тази на Земята и Нептун.

Диаграма, показваща как планета, минаваща пред звезда, може да затъмни светлината.
Повечето екзопланети се откриват, като се търси как затъмняват светлината, идваща от техните родителски звезди, така че по-големите планети се намират по-лесно. Nikola Smolenski, CC BY-SA

Друга причина, поради която суперземите са идеални цели в търсенето на живот, е, че те са много по-лесни за намиране откриват и изучават отколкото планети с размерите на Земята. Има два метода, използвани от астрономите за откриване на екзопланети. Единият търси гравитационния ефект на планетата върху нейната родителска звезда, а другият търси краткотрайно затъмняване на светлината на звезда, когато планетата минава пред нея. И двата метода за откриване са по-лесни с по-голяма планета.

Супер-Земите са супер обитаеми

Преди повече от 300 години немският философ Готфрид Вилхелм Лайбниц твърди, че Земята е „най-добрият от всички възможни светове.” Аргументът на Лайбниц имаше за цел да отговори на въпроса защо съществува злото, но съвременните астробиолози изследваха подобен въпрос, като попитаха какво прави една планета гостоприемна за живот. Оказва се, че Земята не е най-добрият от всички възможни светове.

Поради тектоничната активност на Земята и промените в яркостта на Слънцето, климатът се е променил с течение на времето от горещ като океан до горещ, обхващащ цялата планета, дълбоко замръзнал. Земята е била необитаема за хора и други по-големи същества през по-голямата част от своята 4,5-милиардна годишна история. Симулациите предполагат дългосрочен план обитаемостта на Земята не е била неизбежна, но беше въпрос на случайност. Хората са буквално късметлии, че са живи.

Изследователите са стигнали до a списък на атрибутите които правят една планета много благоприятна за живот. По-големите планети са по-склонни да бъдат геологично активни, характеристика, която учените смятат, че ще бъде насърчават биологичната еволюция. Така че най-обитаемата планета ще има приблизително два пъти по-голяма маса от Земята и ще бъде между 20% и 30% по-голяма по обем. Освен това ще има океани, които са достатъчно плитки, за да може светлината да стимулира живота чак до морското дъно и средна температура от 77 градуса по Фаренхайт (25 градуса по Целзий). Ще има атмосфера, по-дебела от земната, която ще действа като изолиращо одеяло. И накрая, такава планета би обикаляла около звезда, по-стара от Слънцето, за да даде по-дълъг живот за развитие и би имала силно магнитно поле, което предпазва от космическа радиация. Учените смятат, че тези атрибути заедно ще направят една планета супер обитаема.

По дефиниция супер-Земите имат много от атрибутите на супер обитаема планета. Към днешна дата астрономите са открили две дузини супер-земни екзопланети които са, ако не най-добрият от всички възможни светове, теоретично по-обитаеми от Земята.

Наскоро имаше вълнуващо допълнение към списъка с обитаеми планети. Астрономите имат започна да открива екзопланети които са били изхвърлени от своите звездни системии може да има милиарди от тях роуминг из Млечния път. Ако супер-Земята бъде изхвърлена от своята звездна система и има плътна атмосфера и водна повърхност, тя може поддържат живота в продължение на десетки милиарди годинимного по-дълго, отколкото животът на Земята би могъл да съществува преди Слънцето да умре.

Воден свят пред неясна звезда.
Една от новооткритите суперземи, TOI-1452b, може да е покрита в дълбок океан и да благоприятства живота. Benoit Gougeon, Университет на Монреал, CC BY-ND

Откриване на живот на суперземи

За да открият живот на далечни екзопланети, астрономите ще търсят биосигнатури, странични продукти на биологията които се откриват в атмосферата на планетата.

Космическият телескоп Джеймс Уеб на НАСА е проектиран преди астрономите да открият екзопланети, така че телескопът не е оптимизиран за изследване на екзопланети. Но е в състояние да направи част от тази наука и е планирано да го направи насочете се към две потенциално обитаеми суперземи през първата си година на дейност. Друг набор от суперземи с масивни океани, открити през последните няколко години, както и планетите, открити това лято, също са убедителни цели за Джеймс Уеб.

Но най-добрите шансове за намиране на признаци на живот в атмосферите на екзопланети ще дойдат със следващото поколение гигантски наземни телескопи: 39-метров изключително голям телескопна Тридесет метров телескоп и на 24,5-метров гигантски телескоп Магелан. Всички тези телескопи са в процес на изграждане и ще започнат да събират данни до края на десетилетието.

Астрономите знаят, че съставките на живота са някъде там, но обитаем не означава обитаем. Докато изследователите не намерят доказателства за живот другаде, е възможно животът на Земята да е уникален инцидент. Въпреки че има много причини за обитаем свят нямаше да дава признаци на животако през следващите години астрономите разгледат тези супер обитаеми супер-Земи и не открият нищо, човечеството може да бъде принудено да заключи, че Вселената е самотно място.Разговорът

Крис Импиуниверситетски заслужил професор по астрономия, Университет на Аризона

Тази статия е препубликувана от Разговорът под лиценз Creative Commons. Прочетете оригинална статия.