У науковій версії сюжету «Project Hail Mary» астрономам не потрібно вигадувати далекі зоряні системи — вони вже мають реальний список. Команда дослідників склала каталог із 45 скелястих екзопланет, які можуть бути придатними для життя, і цей список, за словами авторів, показує, куди варто летіти у першу чергу, якби ми справді будували космічний корабель на кшталт «Hail Mary». Про роботу розповідає ScienceDaily.
Що відомо коротко
- Серед понад 6 000 відомих екзопланет відібрано 45 скелястих світів, які можуть підтримувати життя.
- Планети розташовані в так званій зоні життя, де температура дозволяє існувати рідкій воді на поверхні.
- Дослідники використали нові дані місії Gaia ЄКА та архів NASA Exoplanet Archive.
- До списку увійшли відомі цілі: Proxima Centauri b, планети системи TRAPPIST-1, Kepler-186 f, LHS 1140 b та інші.
- Каталог має стати «картою скарбів» для телескопів на кшталт JWST, майбутнього телескопа Nancy Grace Roman та інших обсерваторій.
Що таке зона життя і чому вода тут головна
Астрономи шукають життя не деінде, а насамперед там, де може існувати рідка вода. Для цього вони визначають зону життя — область навколо зорі, де не надто спекотно і не надто холодно. Якщо уявити зорю як вогнище, то зона життя — це комфортна відстань, де можна сидіти біля тепла, не обпікаючись і не замерзаючи.
У новому дослідженні команда під керівництвом професорки Лізи Кальтенеггер (Lisa Kaltenegger) з Інституту Карла Сагана Корнельського університету проаналізувала, скільки з відомих екзопланет потрапляють у таку «золоту смугу». Вони шукали саме скелясті світи, подібні до Землі, а не газові гіганти на кшталт Юпітера, і оцінювали, скільки енергії від зорі отримує кожна планета.
Чим ближче планета до умов Землі — тим вищий шанс, що на ній може бути вода в рідкому стані, а отже, і знайоме нам життя. Але дослідники наголошують: життя може виявитися значно «винахідливішим», ніж ми уявляємо, тож вони також досліджують межі того, де саме закінчується придатність до життя.
45 скелястих світів і ще 24 у «суворій» зоні
У підсумку команда виділила 45 скелястих екзопланет у зоні життя, які виглядають найперспективнішими для пошуку інопланетного життя. Окремо вони позначили ще 24 планети у більш «строгій» тривимірній зоні життя — з жорсткішими припущеннями про те, скільки тепла може витримати планета, перш ніж стати непридатною.
Серед цих світів — добре відомі цілі: Proxima Centauri b, TRAPPIST-1 f, Kepler-186 f, а також менш відомі, як-от TOI-715 b. Особливу увагу привертає система TRAPPIST-1, розташована приблизно за 40 світлових років від Землі. Там одразу кілька планет — d, e, f та g — вважаються найбільш «землеподібними».
Ще один перспективний світ — LHS 1140 b, на відстані близько 48 світлових років. Але навіть якщо планета знаходиться в зоні життя, ключове питання залишається: чи здатна вона утримати атмосферу, яка збереже воду в рідкому стані?
Планети, схожі на Землю за енергією зорі
Дослідники також виділили планети, які отримують від своїх зір приблизно стільки ж енергії, скільки Земля від Сонця. Серед них транзитні планети TRAPPIST-1 e, TOI-715 b, Kepler-1652 b, Kepler-442 b та Kepler-1544 b.
Інша група — це планети, виявлені за «хитанням» їхніх зір, наприклад Proxima Centauri b, GJ 1061 d, GJ 1002 b та Wolf 1069 b. Вони не проходять перед диском зорі з нашої точки зору, але їхня гравітація змушує зорю ледь помітно коливатися, що й фіксують прилади.
Частину планет спеціально обрали біля внутрішньої та зовнішньої меж зони життя. Це дає змогу перевірити, де саме проходить «тонка лінія», за якою світ стає надто гарячим, як Венера, або надто холодним, як Марс.
Еліптичні орбіти і перевірка меж придатності до життя
Не всі планети рухаються навколо своїх зір по майже кругових орбітах, як Земля. Деякі мають сильно витягнуті, еліптичні орбіти, через що отримують то більше, то менше тепла протягом свого року. Це природний «експеримент», який допомагає зрозуміти, чи обов’язково планеті постійно перебувати в зоні життя, щоб залишатися придатною.
Такі світи, як K2-239 d, TOI-700 e, K2-3 d, а також Wolf 1061 c і GJ 1061 c, допомагають вивчати внутрішню межу зони життя — наскільки близько до зорі ще можна зберігати воду. Натомість TRAPPIST-1 g, Kepler-441 b та GJ 102 дають уявлення про холодніший, зовнішній край цієї зони.
Команда також порівнює ці екзопланети з нашими сусідами — Землею, Венерою та Марсом. Ми знаємо, що Земля придатна для життя, а Венера і Марс — ні, тож можна шукати світи, які отримують від своїх зір стільки ж енергії, скільки ці три планети, і дивитися, де саме «ламається» придатність до життя.
Телескопи як «сканери» інопланетних атмосфер
Щоб зрозуміти, чи справді на цих планетах може бути життя, астрономам потрібно зазирнути в їхні атмосфери. Для цього команда підібрала, які саме методи спостережень найкраще підходять до кожної планети, щоб збільшити шанси виявити сліди газів, пов’язаних із життям.
Уже зараз у грі — космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). У майбутньому до нього приєднаються Nancy Grace Roman Space Telescope (запуск очікується у 2027 році), Extremely Large Telescope (перші спостереження плануються на 2029 рік), Habitable Worlds Observatory у 2040-х, а також запропонований проєкт LIFE (Large Interferometer For Exoplanets).
За словами дослідниці Гілліс Лоурі (Gillis Lowry), спостереження за невеликими планетами критично важливі, щоб з’ясувати, чи мають вони атмосфери, і вдосконалити моделі придатності до життя. Попередній аналіз десяти планет, які отримують Землеподібну кількість випромінювання, уже виділив дві особливо перспективні цілі для найближчих спостережень: TRAPPIST-1 e та TOI-715 b.
Система TRAPPIST-1 є одним із головних об’єктів для JWST, спостереженнями керує астрономка Нікол Льюїс (Nikole Lewis) з Корнельського університету. І TRAPPIST-1, і TOI-715 b обертаються навколо невеликих червоних зір, що полегшує виявлення та вивчення їхніх землеподібних планет.
Цікаві факти
- 🪐 У каталозі згадано повний список із 45 потенційно придатних для життя екзопланет — від GJ 1002 b до Wolf 1069 b, включно з кількома планетами в одних і тих самих системах.
- 🛰️ Дослідження поєднує дані одразу двох великих баз: місії Gaia Європейського космічного агентства та NASA Exoplanet Archive.
- 🌍 Для оцінки придатності до життя вчені використовують нашу Сонячну систему як «еталонну лінійку» — від надто гарячої Венери до надто холодного Марса.
FAQ
Це означає, що на цих 45 планетах точно є життя?
Ні. Дослідження лише показує, що ці світи мають умови, які
Чому список такий короткий, якщо відомо понад 6 000 екзопланет?
Більшість відомих екзопланет — це газові гіганти або світи, що розташовані надто близько чи надто далеко від своїх зір. Дослідники шукали саме скелясті планети в зоні життя, які отримують прийнятну кількість енергії, тому природно, що таких кандидатів виявилося небагато.
Коли ми зможемо дізнатися, чи є атмосфери на цих планетах?
Перші підказки можуть дати вже поточні спостереження JWST, особливо для системи TRAPPIST-1 та планети TOI-715 b. Повніша картина з’явиться в наступні десятиліття, коли запрацюють нові телескопи, зокрема Nancy Grace Roman та Extremely Large Telescope.
Чому так багато перспективних планет обертаються навколо червоних карликів?
Червоні карлики — найпоширеніший тип зір у Галактиці, і їх легше вивчати: невеликі планети сильніше впливають на такі зорі, тож їх простіше виявити. До того ж зона життя в них розташована близько до зорі, що робить транзити частішими й зручнішими для спостережень.
🤯 Список із 45 скелястих світів у зоні життя перетворює абстрактний пошук інопланетян на конкретну «карту цілей» — замість мрій про далекі галактики ми маємо реальні адреси в межах кількох десятків світлових років, де телескопи вже сьогодні можуть шукати сліди чужих океанів і, можливо, чужого життя.