В поисках жизни в других мирах ученые могут прослушивать радиопередачи из звездных окрестностей, где могут скрываться разумные цивилизации, или они могут попытаться обнаружить планеты, подобные нашей, в обитаемых зонах вокруг ближайших звезд.
Любой из этих подходов сложен и основан на выборе правильных целей для исследования из многих тысяч ближайших звезд в нашей галактической окрестности.
Маргарет Тернбулл, астроном из Института Карнеги в Вашингтоне, посвятила себя кропотливому поиску звезд-кандидатов, которые могут содержать зоны обитаемости, где могла бы процветать жизнь - примитивная или иная. Тернбулл объявила свой шорт-лист так называемых «хабзвезд» на Ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки в Сент-Луисе в 2006 году.
Из первоначального каталога из 17 129 «пригодных для жизни звездных систем», который Тернбулл и ее коллеги опубликовали в 2003 году, она выбрала несколько звезд, которые она считает лучшими, основываясь на различных критериях отбора.
Тернбулл предложил пять лучших звезд-кандидатов для тех, кто хочет только слушать радиосигналы от разумных цивилизаций - Поиск внеземного разума или SETI - и пять кандидатов для тех, кто выполняет сложную работу по обнаружению планет, подобных Земле. на орбите вокруг ближайших звезд.
Астрономы за последнее десятилетие нашли доказательства существования десятков планет вокруг ближайших звезд, изучая, как гравитация объекта влияет на орбиту родительской звезды. Практически все обнаруженные планеты являются газовыми гигантами, такими как Юпитер, и считаются негостеприимными для жизни. Были намеки на наличие меньших каменистых планет, таких как Земля, но окончательное обнаружение таких планет земной группы, вероятно, ждет развертывания более мощных космических обсерваторий примерно через десять лет. «Невозможно узнать истинную природу этих планет, пока мы не получим их непосредственное изображение», - сказал Тернбулл.
У НАСА была на чертежной доске миссия под названием Terrestrial Planet Finder, которая должна была состоять из двух взаимодополняющих космических обсерваторий. Первый, коронограф видимого света, должен был быть запущен примерно в 2016 году, но проект был отложен на неопределенный срок, согласно бюджетному плану НАСА на 2007 год. Предшественник искателя планет под названием SIM PlanetQuest был отложен как минимум до 2015 года.
Тернбулл сделала свой выбор хабзвезд "исключительно на характеристиках самих звезд", сказала она в интервью. «Звезды не все одинаковы, и не все они похожи на Солнце».
Ее критерии включали несколько критериев, связанных с возрастом. Звезде должно быть не менее 3 миллиардов лет, что достаточно для формирования планет-компаньонов и развития сложной жизни. Переменные звезды, склонные к большому количеству вспышек и пиротехники, как правило, слишком молоды, чтобы соответствовать ее критериям. Кроме того, звезды, масса которых более чем в 1,5 раза превышает массу нашего Солнца, как правило, не живут достаточно долго, чтобы создать обитаемые зоны.
Тернбулл также считал звезду «металлической». Звезды и планеты формируются из одного и того же родительского облака пыли и газа. Если в атмосфере звезды недостаточно железа, вполне вероятно, что исходный материал не содержал достаточно тяжелых металлов для образования планет. Звезды-кандидаты Тернбулла должны были содержать не менее 50 процентов железа, содержащегося на Солнце. По словам Тернбулла, звезды с более высоким содержанием металлов также имеют тенденцию находиться на более мирных орбитах в плоскости галактики. Она также является звездой, которая, подобно нашему Солнцу, находится на «главной последовательности» звездной эволюции. Красные гиганты и белые карлики запрещены.
Хотя ее критерии явно ориентированы на Солнце, Тернбулл сказала, что они имеют смысл.«Мы намеренно склоняемся к звездам, похожим на Солнце», - сказала она. Подобно Солнцу, такие звезды, как правило, находятся в более ярком диапазоне светимости и, скорее всего, проживут достаточно долго, чтобы сформировать поддерживающие жизнь планеты.
«Вот места, в которых я хотел бы жить, если бы Бог поместил нашу планету вокруг другой звезды», - сказал Тернбулл.
Поиск сигналов от внеземных цивилизаций выиграет от новой сети радиоантенн, называемой Allen Telescope Array, которая сейчас находится в стадии разработки. Сорок два из запланированных 350 телескопов в массиве должны быть введены в эксплуатацию в этом году.
Главной звездой-кандидатом Тернбулла для таких радиосканирований является бета CVn, солнцеподобная звезда, расположенная примерно в 26 световых годах от нас в созвездии Гончих Псов (Гончих Псов). (Один световой год составляет около 5,9 триллионов миль). По словам Тернбулла, астрономы используют доступные в настоящее время технологии для поиска у звезды сопутствующих планет, но пока ничего не найдено. Другие ее главные кандидаты на поиск SETI:
- HD 10307, еще один аналог Солнца на расстоянии около 42 световых лет. У него почти такая же масса, температура и металличность Солнца. У него также есть добрая звезда-компаньон.
- HD 211415, содержащая примерно половину металла Солнца и немного холоднее, эта звезда находится чуть дальше, чем HD 10307.
- 18 Sco, популярная цель для предполагаемых поисков планет. Звезда в созвездии Скорпиона является почти идентичным близнецом Солнца.
- 51 Пегас. Уже знаменит. В 1995 году швейцарские астрономы сообщили, что обнаружили первую планету за пределами нашей Солнечной системы на орбите около 51 градуса Пегаса. Американская команда вскоре подтвердила находку объекта, похожего на Юпитер, и началась гонка за поиском других внесолнечных планет. Тернбулл считает, что 51 Pegasus также может содержать планеты земной группы.
Усилия по получению прямых изображений планет земного типа - цель запланированной миссии Terrestrial Planet Finder (TPF) - чрезвычайно сложны. Астрономы хотят найти похожие на Землю планеты, вращающиеся достаточно близко к звезде, но не слишком близко, чтобы была среда, способная иметь жидкую воду, ключевой компонент жизни. Но такие планеты на относительно близких к звезде орбитах просто теряются в сиянии родительской звезды.
Выбирая звезды-кандидаты для миссии TPF, Тернбулл остановился на звездах с достаточной собственной светимостью, чтобы предложить хорошие перспективы для обитаемой зоны, но не настолько яркими, чтобы сокрушить усилия по изображению их планет. В ее решении Златовласки лучшими кандидатами были звезды класса K, объекты, которые по своей природе тусклее, чем Солнце.
Лучшим выбором Тернбулла является эпсилон Инди А, звезда, яркость которой составляет примерно одну десятую яркости Солнца. Она находится недалеко, примерно в 11,8 световых годах от нас, в созвездии Инда. Звезда входит в число 100 лучших целей для миссии TPF.
Другие ее кандидаты в TPF:
- эпсилон Эридана. Звезда несколько меньше и холоднее нашего Солнца, находится примерно в 10,5 световых годах от нас в созвездии Эридана (Река).
- omicron2 Эридана. Желто-оранжевая звезда на расстоянии около 16 световых лет, примерно того же возраста, что и Солнце.
- альфа Центавра B. Часть ближайшей к Солнцу звездной системы, всего в 4,35 световых года от нас. Долгое время считалось одним из мест на Млечном Пути, где можно было бы предложить земные условия. Эта звезда является частью тройной звездной системы.
- tau Ceti В отличие от кандидатов в эту группу, Tau Ceti является звездой класса G, той же категории яркости, что и наше Солнце. Бедный металлом по сравнению с Солнцем, но достаточно долгоживущий для развития сложных форм жизни.
Тернбулл признает, что это подбрасывание, когда речь заходит о том, чтобы назвать всего несколько кандидатов в хабзвезды. «Существует неизбежная неопределенность в том, как мы понимаем эти звезды», - сказал Тернбулл. «Если бы я взял 100 лучших, мне было бы очень сложно сказать, какой из них лучший». Но это упражнение того стоило, сказала она, и ее критерии отбора действительно подтолкнули ее к паре лучших вариантов и горстке других кандидатов.
Американская ассоциация развития науки (AAAS) является крупнейшим в мире общим научным обществом и издателем журнала Science (www.sciencemag.org). AAAS была основана в 1848 году и включает около 262 дочерних обществ и академий наук, обслуживающих 10 миллионов человек. Science имеет самый большой платный тираж среди всех рецензируемых общих научных журналов в мире, с предполагаемой общей читательской аудиторией в 1 миллион человек. Некоммерческая организация AAAS (www.aaas.org) открыта для всех и выполняет свою миссию «продвигать науку и служить обществу» посредством инициатив в области научной политики; международные программы; научное образование; и более. Чтобы быть в курсе последних новостей исследований, войдите на EurekAlert!, www.eurekalert.org, ведущий веб-сайт научных новостей, службу AAAS.