Сколько планет в нашей Галактике? Еще недавно ответ на этот очень важный вопрос лежал в области догадок. Двадцать лет назад нам была известна только одна планетная система в Галактике — наша собственная. Что касается планетных систем других звезд, то мы могли лишь с разной степенью уверенности предполагать их существование. Лишь некоторые разрозненные соображения, связанные как с развитием нашей Солнечной системы, так и с эволюцией Вселенной, указывали на то, что и вокруг других звезд должны существовать планеты, подобные Земле, Марсу или Юпитеру.

В 1995 году была открыта первая планета вокруг нормальной звезды (звезды Главной последовательности), а теперь в копилке астрономов числится более 700 достоверно подтвержденных планет у других звезд. У некоторых из этих очень далеких тел ученые сумели изучить спектр и даже проанализировать их атмосферы! И все же, несмотря на впечатляющие успехи наблюдательной астрономии, оценить общее количество планет в Галактике до самого последнего времени не представлялось возможным.

Дело в том, что наиболее успешные в настоящее время способы обнаружения экзопланет (так называют планеты вне Солнечной системы) имеют свои ограничения. Сегодня большинство экзопланет найдено путем анализа гравитационного воздействия планеты на свою звезду, либо по ослаблению света звезды в момент, когда планета проходит между звездой и наблюдателем и происходит небольшое затмение звезды (такие планеты называются «транзитными»). Оба эти метода оказываются гораздо более чувствительны к тем планетам, которые либо имеют большую массу, либо расположены близко к своей звезде, либо совмещают оба этих свойства. Поэтому многие планеты остаются незамеченными. Срабатывает эффект наблюдательной селекции, из-за которого статистический подсчет общего числа планет в Галактике дает большую погрешность.

Поэтому астрономы осуществили поиск экзопланет совершенно другим методом — методом гравитационного микролинзирования. Эта техника позволяет обнаруживать планеты в широком диапазоне масс, и такие, которые лежат гораздо дальше от своих звезд, что позволяет более точно оценить общее число планет в нашей звездной системе. Результаты кропотливого шестилетнего труда международной группы изложены в статье, которая была опубликована в журнале Nature в 2012 году, а также в специальном пресс-релизе Европейской южной обсерватории.

Вот что в нем говорится.

«Арно Кассан (Arnaud Cassan, Institut dʼAstrophysique de Paris), ведущий автор статьи в Nature, объясняет: «Мы искали признаки существования экзопланет по накопленным за шесть лет данным наблюдений явлений микролинзирования. Полученные нами результаты замечательным образом свидетельствуют о том, что в нашей Галактике планет больше, чем звезд. Мы также обнаружили, что более легкие планеты, которые можно назвать «сверх-Землями» или «холодными Нептунами», должны встречаться чаще, чем более тяжелые».

Астрономы использовали наблюдательные данные, предоставленные группами PLANET и OGLE. Эти наблюдения позволяли зарегистрировать экзопланеты на основании следующего физического эффекта: гравитационное поле центральной звезды в сочетании с полем планет, возможно, окружающих эту звезду, действует как линза, усиливающая блеск звезды фона. Если у звезды, которая служит гравитационной линзой, имеется планета, то эта планета может внести заметный вклад в увеличение блеска фоновой звезды.

Жан-Филипп Болье (Jean-Philippe Beaulieu, Institut d’Astrophysique de Paris), руководитель совместного исследовательского проекта PLANET, добавляет: „Совместный проект PLANET был задуман с целью отследить перспективные события микролинзирования при помощи всемирной сети телескопов, размещенных в южном полушарии, от Австралии и Южной Африки до Чили. Телескопы ESO внесли в эту базу данных огромный вклад“.

Микролинзирование – очень мощный инструмент, с помощью которого потенциально возможно регистрировать экзопланеты, необнаружимые никакими другими методами. Но для того, чтобы заметить событие микролинзирования, требуется очень редко встречающееся взаимное расположение фоновой и линзирующей звезды. А чтобы при этом можно было зарегистрировать наличие планеты, вдобавок к этому необходима определенная ориентация планетной орбиты.

Хотя по этим причинам поиск планет методом микролинзирования – задача очень непростая, во всем массиве данных, накопленных за шесть лет в проектах PLANET и OGLE, было зарегистрировано три экзопланеты: «сверхземля» и две планеты с массами, сравнимыми с массами Нептуна и Юпитера. При ограничениях метода микролинзирования это впечатляющий улов! Либо астрономам так невероятно повезло с этими тремя планетами, будто они выиграли миллион в рулетку, либо планеты так распространены в Млечном Пути, что наткнуться на них — дело почти неизбежное

Следующим шагом исследователей было объединение информации о трех удачных случаях обнаружения экзопланет с еще семью обнаружениями, сделанными ранее, а также с огромным количеством случаев в шестилетнем объеме данных, когда экзопланет обнаружено не было — эти гораздо более многочисленные неудачные исходы измерений в статистическом смысле так же важны, как и немногочисленные удачные. Статистический анализ привел к выводу, что одна из каждых шести исследованных звезд обладает планетой с массой, сравнимой с Юпитером, у половины звезд имеются планеты размеров Нептуна, и у двух третей звезд есть сверхземли. Обзор был чувствителен к планетам в диапазоне расстояний между 75 миллионами и 1.5 миллиардами километров от центральной звезды (в Солнечной системе это соответствует интервалу расстояний, в котором находятся орбиты всех планет от Венеры до Сатурна) и с массами в диапазоне от пяти масс Земли (сверхземли) до десяти масс Юпитера».

И все же: сколько планет в нашей Галактике?

Полученные результаты свидетельствуют, что среднее число планет вокруг случайно взятой звезды в нашей Галактике больше одной. И бо́льшая часть этих планет — сверхземли. Если вспомнить, что в Млечном Пути сотни миллиардов звезд, то речь идет о сотнях миллиардах и даже триллионах планет!

«Когда-то мы думали, что Земля может быть уникальным объектом в Галактике. Но сейчас похоже на то, что вокруг звезд Млечного Пути обращаются буквально миллиарды планет с массами, близкими к массе Земли»
— заключает Дэниел Кубас (Daniel Kubas), второй ведущий соавтор статьи.
Планеты – правило, а не исключение.

Источник: biguniverse.ru

Во Вселенной более 100 млрд. галактик, а в каждой галактике – сотни миллионов звёзд. Поэтому вполне можно предположить, что Земля – не единственная планета, где существует жизнь.

В нашей галактике Млечный путь около 50 миллиардов планет, из которых 500 миллионов — потенциально пригодных для жизни.

Анализ данных, собранных астрономическим спутником NASA «Кеплер», показал, что 44% звёзд обладают планетными системами, а 10-20% планетарных систем обладают мирами, пригодными для обитания.

Внеземная жизнь может существовать на экзопланетах, на поверхности субкоричневых карликов, в окрестностях белых карликов, на планетах-странниках, согреваемых тёмной материей.

Экзопланеты

Экзопланеты — планеты подобные Земле, вне Солнечной системы — у других звёзд.

Для поиска экзопланет, подобных Земле, в марте 2009 года NASA осуществило запуск космического аппарата «Кеплер», который способен обнаружить планеты в пределах или вблизи так называемой «обитаемой зоны».

На конец июля 2017 года достоверно подтверждено существование 3637 экзопланет в 2727 планетных системах, из которых в 612 имеется более одной планеты. Общее количество экзопланет в галактике Млечный Путь в настоящее время оценивается не менее чем в 100 миллиардов, из которых ~ от 5 до 20 миллиардов, возможно, являются «землеподобными». Также, согласно текущим оценкам, около 34 % солнцеподобных звёзд имеют в обитаемой зоне планеты, сравнимые с Землёй. Общее количество планет вне Солнечной системы, напоминающих Землю и обнаруженных к настоящему времени, составляет 216.

Gliese 581 g

Пригодная для обитания экзопланета Gliese 581g найдена сравнительно недалеко — всего 20 световых лет от Земли, она расположена вблизи красного карлика Gliese 581 в созвездии Весов.

Условия на планете соответствуют «обитаемой зоне»: радиус планеты от 1,2 до 1,5 радиуса Земли, масса — от 3,1 до 4,3 массы Земли, период обращения вокруг звезды — 36,6 земных суток, средняя температура на поверхности составляет от -31 до — 12 градусов Цельсия.

Планета обладает плотной атмосферой, твердой поверхностью, по составу сходной с Земной, на ней в значительном количестве есть лёд и вода.

На основе обнаруженных в районе планеты вспышек, напоминающих действие лазера, некоторые учёные предполагают, что планета может быть обитаема.

Планеты — «изгои»

На планетах, «сбежавших» от своих звёзд, может в течение миллиардов лет сохраняться жидкая вода — необходимое условие для появления жизни.

Планеты — «изгои» (планеты-сироты) теряют связи со своей звездой, когда рядом с ними проходят гиганты наподобие Юпитера, гравитация которых «сталкивает» более мелкие планеты на нестабильную орбиту. В какой-то момент такая планета может «оторваться» и начать путешествие по космосу.

Благодаря теплу, выделяемому при распаде радиоактивных веществ, под образующейся снаружи коркой льда может в течение длительного времени сохраняться слой жидкой воды толщиной несколько километров.

Исследователи рассчитали, что на планете массой около 3,5 Земных, вода будет оставаться в жидком состоянии в течение 5 миллиардов лет. Астрономы считают, что планеты — «изгои» могут быть пригодными для жизни.

Белые карлики

Белые карлики – компактные (размером примерно с Землю) и очень плотные звёздные объекты, оставшиеся после эволюции звёзд солнечного класса, в определенный момент раздувшихся до красных гигантов и сбросивших газовую оболочку.

Когда звезда теряет свою внешнюю атмосферу, остаётся пылающее, постепенно остывающее ядро в виде белого карлика, с температурой поверхности примерно 5000 градусов Цельсия. Остатки звезды могут «тлеть» еще около 3 миллиардов лет.

Как только красный гигант теряет свою внешнюю атмосферу, более отдаленные планеты, которые остались вне досягаемости распухшей атмосферы красного гиганта, могут начать мигрировать ближе к белому карлику.

Чтобы быть пригодной для жизни, такие планеты должны переместиться очень близко к белому карлику, от 1 до 4 миллионов километров (1% расстояния от Земли до Солнца).

Самый близкий от нас белый карлик – Сириус B находится на расстоянии 8,6 световых лет от Солнечной системы.

Субкоричневые карлики

Субкоричневые карлики – относительно немассивные и холодные образования, представляющие собой промежуточную форму между планетами и звёздами.

Как показали расчёты учёных, на поверхности субкоричневых карликов могут возникнуть условия, пригодные для жизни: плотная атмосфера из молекулярных газов и термодинамические режимы, достаточные для образования океанов из простейших жидких углеводородов (например — этана). Масса атмосферы на таком карлике должна быть на 2-3 порядка больше, чем масса атмосфера Земли.

Субкоричневые карлики включены учёными в номенклатуру объектов, потенциально пригодных для жизни.

Сверхземли

Сверхземли — скалистые планеты, которые по строению похожи на представительниц земной группы. В Солнечной системе таких миров нет, но у других звёзд их открыли около трёх десятков.

Если Сверхземля окажется в «обитаемой зоне», то есть на её поверхности найдётся жидкая вода, она будет похожа на Землю по многим другим параметрам. Возможно, что для поддержания жизни такие Сверхземли более приспособлены, чем наша планета.

Чёрные дыры

Количество чёрных дыр во Вселенной может быть в два-три раза больше, чем предполагалось ранее. Учёные считают, что в них может существовать жизнь.

При помощи орбитальных космических телескопов Спитцер и Чандра астрономы обнаружили необычный космический регион, где на относительно небольшом расстоянии друг от друга находятся несколько сотен чёрных дыр. Данный регион находится на расстоянии нескольких миллиардов световых лет от Солнечной системы.

Физики считают, что за пределами так называемой «обитаемой зоны» могут существовать планеты, подогреваемые не теплом родительских звёзд, а тёмной материей.

Наиболее популярная теория гласит, что тёмная материя состоит из «вимпов» — массивных частиц, которые с обычным веществом контактируют посредством слабого взаимодействия и гравитации. Кроме того, у них есть античастицы, при встрече с которыми «вимпы» аннигилируют, выделяя значительное количество энергии.

В тех областях космоса, где плотность тёмной материи выше, более крупные планеты могли бы отлавливать и аннигилировать «вимпы» внутри себя в таком количестве, что вода на их поверхности оставалась бы в жидком состоянии даже без дополнительного подогрева от родительской звезды.

Жизнь в таких мирах могла бы зародиться, эволюционировать и выжить в отсутствие солнц, считают учёные. Физики полагают, что планеты, согревающиеся таким образом, будут найдены во внутренних регионах нашей Галактики, в радиусе 30 световых лет от центра Млечного Пути, где плотность тёмной материи в тысячи раз выше, чем в Солнечной системе.

Венера

Температура на поверхности Венеры около 475°C, период обращения по орбите — 224,7 земных суток, период вращения вокруг оси — 243,02 земных суток.

Венера вращается в обратную сторону по сравнению с Землёй и другими планетами Солнечной системы, смена дня и ночи на Венере происходит за 117 земных суток (день и ночь продолжаются по 58,5 суток). Атмосфера Венеры состоит на 97% из CO₂, на планете практически нет воды.

Учёные рассматривают несколько способов терраформирования (изменение климатических условий) Венеры для создания условий для жизни: «доставка» воды на планету искусственным путём — бомбардировка кометами или астероидами, установка солнечных экранов (зеркал) между Солнцем и Венерой для снижения потока солнечной энергии, доставка на Венеру земных водорослей или других микроорганизмов. Учёные считают, что облака, расположенные в атмосфере Венеры, содержат химические элементы, которые совместимы с присутствием микроорганизмов.

Терраформированная Венера может представлять собой планету с тёплым и влажным климатом.

Марс

Исследования Марса при помощи спускаемых аппаратов подтвердили гипотезы учёных о существовании на планете органической жизни. Признаки присутствия воды уже найдены. Наличие метана в атмосфере и климатические условия планеты свидетельствуют о том, что на Марсе могут быть обнаружены простейшие микроорганизмы.

Исследовав крупнейшие каналы Марса, прорезавшие равнину Хриса, учёные выдвинули гипотезу, что в нескольких метрах под поверхностью могут находиться озёра жидкой воды, которые могли быть образованы потоками воды из подземных источников.

Полагают, что резервуары грунтовых вод были когда-то широко распространены в верхней части коры, обвалы на дне каналов указывают на местонахождение древних водохранилищ.

Учёные отмечают, что нынешняя интенсивность теплообмена между внутренней частью Марса и поверхностью в четыре раза ниже, чем 3 млрд. лет назад, когда образовались каналы. Не исключено, что в таких резервуарах могла зародиться жизнь, которая обходится без солнечного света.

Сатурн

В 2005 году межпланетный зонд «Кассини» зарегистрировал на поверхности Энцелада – шестого по размерам спутника Сатурна, своеобразное богатое водой «перо», испаряющееся с южного полюса (ледяные фонтаны), что свидетельствует о возможном существовании органической жизни.

В июне 2010 года NASA заявило об обнаружении на спутнике Сатурна Титане косвенных признаков жизнедеятельности примитивных организмов.

В северном полушарии Титана были обнаружены водоемы, заполненные жидкими углеводородами (метаном или этаном). Это говорит о том, что на Титане могут существовать формы жизни, основанные на метане (вместо воды), дышащие водородом и питающиеся ацетиленом.

Альфа Центавра

Учёные полагают, что каменистые планеты земного типа, с условиями на поверхности, пригодными для жизни, должны существовать у ближайшей к нам звезды — Альфы Центавра, которую от Земли отделяют 4,36 световых года.

Спутник Юпитера — Европа

Из 63 спутников Юпитера, три: Европа, Ганимед и Каллисто являются основными кандидатами для колонизации в пределах Солнечной системы наряду с Марсом, Венерой, Луной, Меркурием и поясом астероидов.

Европа – самое загадочное небесное тело в Солнечной системе. На спутнике есть атмосфера, состоящая из кислорода, только очень разрежённая, и океан, скрытый под огромной толщей льда. Глубина океана Европы — до 90 км, а объем значительно превышает объем всего мирового океана Земли.

Ледяная кора Европы составлена из блоков, которые неоднократно разламывались и сдвигались, поверхность планеты молодая – малое число ударных кратеров говорит, что ей порядка 30-50 миллионов лет.

Внешняя оболочка Европы регулярно обновляется за счёт воды, поступающей через трещины, что является свидетельством наличия подлёдного океана. Подогреваемый изнутри океан может являться домом для живых организмов.

Земля – далеко не единственная планета, где существует жизнь. Нельзя отрицать возможности существования внеземной жизни более развитой формы.

По мнению одного из наиболее влиятельных и известных физиков-теоретиков нашего времени Стивена Хокинга, инопланетная жизнь существует во многих уголках Вселенной, в разных формах, начиная от простейших организмов, до развитых цивилизаций.

Но мы должны избегать контактов с инопланетным разумом, так как это может привести к катастрофическим последствиям: «инопланетяне могут просто-напросто использовать Землю как источник ресурсов, с тем, чтобы мимоходом захватить ее и двинуться дальше».

Источник: zhitanska.com

Сколько планет вращается вокруг звезд

Чтобы понять, сколько планет можно насчитать в Млечном Пути или любой другой галактике, обратимся к цифрам и предположениям. Новые технологии позволили найти множество экзопланет, но Солнечная система – единственное место, которое удалось хорошо изучить. Поэтому количество звездных систем может быть намного больше.

Возьмем за стартовую точку 8 планет Солнечной системы (не учитываем карлики, кентавры и прочие крупные тела) и сделаем его средним числом. Теперь необходимо умножить его на количество звезд в галактике.

Сколько звезд в галактике

К сожалению, сложно сказать, сколько звезд в Млечном Пути, ведь об этом все еще ведутся споры. Наблюдение открыто нам с внутренней стороны, поэтому мы не видим полноценной картины. Тем более, что наша галактика сформировалась в виде спирали с перемычкой, что перекрывает обзор на ту сторону.

Подсчет выполняется на основе галактической массы и части звездной в ней. Займемся вычислениями и получим результаты в 100-400 миллиардов звезд (некоторые выдвигают цифру в триллион). Выполняя умножение, можно сказать, что в черте Млечного Пути проживает от 800 миллиардов до 3.2 триллионов планет (может быть и 8 триллионов). Но, если вы хотите найти число возможных обитаемых, то нужно получить численность экзопланет.

Сколько обитаемых экзопланет в галактике

Последние данные показывают, что было найдено 3397 экзопланет из 4696 потенциальных кандидатов (2009-2015) на территории Млечного Пути. Некоторые удалось отыскать в прямых изображениях, но большую часть обнаружили косвенно – методы лучевых скоростей и транзита.

В первом случае помогает гравитационное воздействие экзопланеты на главную звезду. Прослеживается процесс передвижения звезд вперед и назад, чтобы понять, располагает ли та планетарной системой и насколько они массивны. При транзите акцент делают на движении планеты по отношению к звезде, так как в определенные моменты она ее перекрывает и уменьшает яркость.

Миссия Кеплер следила за 150000 звездами, представленных по большей части М-классом. Это красные карлики с небольшой массой и слабым свечением.

После четырехлетней миссии Кеплер перешел к этапу К2 (ноябрь 2013). Фокус внимания сместился к звездам K и G, которые по яркости приближались к Солнцу. Удалось найти 24% звезд М-класса с потенциальным обитаемыми планетами с земным размером (меньше нашего радиуса в 1.6 раз). Если брать только этот тип, то в Млечном Пути вращаются примерно 10 миллиардов земных миров с высоким процентом обитаемости.

Кроме того, около четверти могут располагать планетой земного типа в черте зоны обитаемости. Кеплеру удалось исследовать примерно 70% звезд, найденных в нашей галактике. Получается, что здесь насчитываются десятки миллиардов потенциально пригодных для жизни планет.

Появление телескопов Джеймса Уэбба и TESS смогут увеличить это количество, так как способны улавливать невероятно мелкие планеты, проживающие возле слабых звезд. Возможно, они даже смогут обнаружить там жизнь. С запуском этих миссий появится возможность более точно определять массу и количество планет на орбитах далеких звезд. Но и сегодняшние цифры невероятно привлекательны, так как обещают, что мы в космосе не одни.

Источник: v-kosmose.com