Две похожие на Землю планеты вращаются вокруг звезды Глизе 581. Теперь два независимых исследования изучили эту систему более внимательно и обнаружили, что по крайней мере одна из двух может иметь пригодные для жизни условия. Потому что, как сообщают исследователи в журнале Astronomy and Astrophysics, он находится в так называемой зоне жизни.
Спустя более десяти лет после открытия первой внесолнечной планеты астрономы идентифицировали более 250 таких небесных тел. Однако еще несколько лет назад подавляющее большинство из них были газовыми гигантами - планетами размером с Юпитер или даже больше. Причина этого: технических возможностей просто не хватило для обнаружения более мелких небесных тел, более похожих на Землю. Но теперь это изменилось. Астрономы недавно обнаружили несколько планет с массами порядка десяти масс Земли.
Две планеты земного типа в одной системе
В апреле этого года ученые обнаружили две такие «суперземли» на орбите вокруг красного карлика Глизе 581. Сенсацией было то, что два небесных тела с массой в пять и восемь раз Земля была единственным обнаруженным до сих пор Кандидатом, на котором могли преобладать условия для жизни.
Сегодняшних телескопов еще недостаточно для прямых наблюдений за планетами. Ясно, однако, что на планетах земной группы, в отличие от газовых гигантов, могут преобладать самые разные условия: от сухих, безвоздушных пустынных планет до ледяных океанов и до водной планеты с атмосферой - теоретически возможно все.
Есть ли вода в атмосфере…
Две международные исследовательские группы теперь независимо друг от друга и с немного другим подходом исследовали, могут ли две суперземли вокруг Gliese 581 теоретически иметь пригодные для жизни условия. Температуры, допускающие появление жидкой воды, считаются пригодными для жизни. Среди прочего решающее значение имеют излучаемая энергия центральной звезды и расстояние от соответствующей планеты до звезды.
Франк Селсис из астрофизической лаборатории в Бордо, Франция, и его коллеги рассчитали свойства атмосферы планеты на разных расстояниях от центральной звезды. Если планета слишком плотная, вся вода испаряется; если планета слишком далеко, в атмосфере недостаточно газообразной воды, чтобы создать парниковый эффект и поддерживать температуру выше точки замерзания. Облака в атмосфере также играют важную роль, так как они могут иметь охлаждающий эффект и, таким образом, отодвигать внутреннюю границу зоны жизни дальше к центральной звезде. В нашей Солнечной системе этот диапазон составляет от 0,7 до 2,4 астрономических единиц. Астрономическая единица - это расстояние между Землей и Солнцем.
…и CO2?
Вернер фон Бло из Потсдамского института исследований воздействия на климат (PIK Potsdam) и его команда взяли зону в качестве точки отсчета, в которой все еще возможен фотосинтез, преобразование энергии излучения в химическую энергию. Где это может произойти, зависит от концентрации углекислого газа в атмосфере планеты, а также от наличия жидкой воды.
Используя модель тепловой эволюции, они смоделировали как источники атмосферного CO2, включая вулканы и геологические разломы, так и процессы, удаляющие CO2 из атмосферы, такие как выветривание. Особенностью этой модели является учет возраста соответствующей планеты. Потому что, если планета очень старая, геологическая активность практически отсутствует, и, следовательно, СО2 почти не выбрасывается из недр в атмосферу. С другой стороны, молодая планета обычно характеризуется интенсивным вулканизмом и движением плит.
Gliese 581d находится «внутри»
Обе команды определили в своих соответствующих моделях, что внутренняя планета, похожая на Землю, Gliese 581c, скорее всего, вращается слишком близко к родительской звезде, чтобы обеспечить условия для жизни. Однако с Gliese 581d дела обстоят иначе: обе исследовательские группы приходят к выводу, что эта планета определенно все еще находится в зоне жизни. На его поверхности может быть достаточно воды в газообразной и жидкой форме, а также достаточно CO2 для фотосинтеза с расчетным возрастом в семь миллиардов лет.
Шторм и большие перепады температур
Однако есть одна загвоздка: планета Gliese 581d не вращается вокруг своей оси так быстро, как Земля, из-за чего дневная и ночная зоны блуждают по ее поверхности. Вместо этого он всегда поворачивается одной и той же стороной к своей центральной звезде. Поэтому там постоянно день, а на другой половине постоянно ночь. Это создает сильные перепады температур, которые вызывают сильные штормы. Таким образом, любое существо, которое хочет выжить на Gliese 581d, должно не только адаптироваться к своему климату, но и быть достаточно устойчивым к штормам.
Но все же: оба исследования подтверждают, что Gliese 581c и d остаются достойными мишенями для дальнейших исследований. Такие могли бы, например, выполнять миссии Darwin и Terrestrial Planet Finder (TPF), запланированные НАСА и ЕКА. Новые космические обсерватории предназначены для поиска жизни на других планетах и оснащены приборами, которые могли бы раскрыть более подробную информацию об атмосферах двух планет.