NASA рассказало об открытии новой похожей на Землю экзопланеты Материал редакции

Планета-копия Земли: что представляет собой Kepler-452b

Астрономы обнаружили в созвездии Лебедя планету Kepler-452b, которую уже успели окрестить Землей 2.0. Ее характеристика настолько схожи с условиями на нашей планете, что ученые не исключают возможность наличия там жизни.

Земля-2 располагает сравнимыми с Землей размерами и вращается вокруг аналогичной Солнцу звезде по орбите, позволяющей удерживать на поверхности солидные объемы воды.

Данных о массе и составе планеты у ученых пока нет, но уже известно, что диаметр Kepler-452b в 1,5 раза больше, чем диаметр Земли.

Год на планете Kepler-452 b немногим больше земного и составляет 385 дней. Орбита у «космической кузины» Земли всего на 5% длиннее, чем у нашей планеты. При этом Земля 2.0 находится на 5% дальше от своей родительской звезды, чем Земля от Солнца.

Примечательно также, что звезда Kepler-452 b относится к типу G2 — тому же, что и Солнце. Она старше Солнца на 1,5 миллиарда лет: ученые установили, что ей сейчас около 6 миллиардов лет. Звезда Kepler-452 b имеет примерно ту же температуру, что и Солнце, но она на 20% ярче и на 10% крупнее в диаметре.

Удручает лишь один факт: в ближайшие годы изучить планету более детально не получится, поскольку с нынешним уровнем технологий полет на Землю 2.0 займет около 550 миллионов лет. Но астрономы не отчаиваются, поскольку уверены, что вскоре наука сможет гораздо лучше и качественнее распознавать все более мелкие небесные тела. А это будет означать, что в ближайшие годы список планет-родственников, в том числе не столь удаленно расположенных, может значительно пополниться.

Что говорят ученые о новой планете

Джон Дженкинс, аналитик NASA: «Мы представляем Kepler-452b как старшего и большого двоюродного брата Земли. Это позволит нам проанализировать и сделать выводы, которые в дальнейшем можно будет перенести на нашу планету. Это просто впечатляюще, что эта планета просуществовала уже 6 миллиардов лет в «обитаемой зоне» своей звезды. Это дольше, чем Земля. Это можно расценивать как огромную возможность существования жизни на этой планете, если все необходимые компоненты и условия для этого будут присутствовать».

Дуг Калдвелл, член миссии «Кеплер»: «Если Kepler 452b представляет собой планету земной группы, то сейчас ее поверхность должна все сильнее нагреваться, так как стареющая звезда испускает все больше энергии. В конечном итоге это приведет к испарению океанов и полному исчезновению воды с поверхности планеты. Именно эта стадия ждет Землю более чем через миллиард лет, когда Солнце состарится и станет ярче».

Олег Малков, заведующий отделом физики звездных систем Института астрономии РАН: «Большинство звезд, у которых мы открывали планеты ранее, это звезды гораздо более тусклые, чем Солнце. Это так называемые красные карлики. Теперь мы столкнулись и со звездой, фактически двойником Солнца, и с планетой, фактически двойником Земли, с этой точки зрения планету можно считать многообещающей».

Миссия Кеплер: чем занимается и какие открытия уже сделала

Планета Kepler-452 b названа в честь «разглядевшего» ее телескопа Kepler. Аналогично Земле.2 называют и прочие планеты, которые обнаруживают при помощи данного телескопа. А их за последние годы было уже немало.

Предыдущая напоминающая Землю экзопланета — Kepler-186f — была обнаружена в апреле 2014 года. Та планета оказалась лишь немного больше Земли: ее радиус превышает земной всего на 10%. А вот массу планеты ученые сразу оценить не смогли. По расчетам астрономов, Kepler-186f находится у внешнего края зоны обитаемости, что могло бы означать опасность замерзания находящейся на ней воды. Однако тот факт, что планета несколько больше Земли, позволяет надеяться, что Kepler-186f имеет более толстую, чем Земля или Марс, атмосферу, способную удерживать тепло.

Всего телескоп «Кеплер» обнаружил 4175 кандидатов на звание экзопланеты, а сейчас к ним добавились еще 500 космических объектов. 12 из них расположены в зоне обитаемости своей звезды.

Как работает миссия Кеплер, смотри на видео:

• По материалам nasa.gov, itc.ua, nat-geo.ru, tvc.ru, gazeta.ru
• Фото nasa.gov

Kepler-452b, или Земля-2

Известный сюжетный ход индийских фильмов – встреча разлученных в детстве братьев и сестер, порою даже близнецов. Эмоции, охватывающие узнавших друг друга героев, напоминают воодушевление, с которым было встречено сообщение НАСА об обнаружении экзопланеты Kepler-452b, по многим характеристикам напоминающей Землю.

Однако если для героев индийских кинолент такая встреча оказывается полной неожиданностью, то открытия планеты Kepler-452b можно было ожидать если не со дня на день, то с года на год. Первую экзопланету (Гамма Цефея A b), существование которой было позднее подтверждено, обнаружили в 1988 году Брюс Кэмпбелл, Гордон Уолкер и Стефенсон Янг. Первой подтвержденной экзопланетой стала 51 Пегаса b, или «Беллерофонт», открытая в 1995 году. С тех пор возможности астрономов значительно возросли, и открытия экзопланет становятся заметным событием только в случае наличия у них каких-либо примечательных особенностей. В 2013 году астрономы впервые объявили об обнаружении экзолуны – спутника экзопланеты. Значительно возросла и точность определения параметров орбиты и размеров экзопланет. В прошлом году они даже впервые сумели измерить продолжительность суток на экзопланете. Поэтому ученые получили возможность специально отыскивать «правильного» размера планеты на «правильных» орбитах вокруг «правильных» звезд. Например, весьма похожа на Землю планета Kepler-78b, об обнаружении которой стало известно осенью 2013 года. Она всего в 2,4 больше по диаметру, но находится на «неправильной» орбите. Из-за ее близости к своей звезде средняя температура на ней составляет примерно 1100 – 2700 °C.

Обнаруженная сейчас планета Kepler-452b как раз и отличается правильными характеристиками. Подобно множеству других она была открыта при помощи космического телескопа «Кеплер». Она в числе еще пятисот объектов вошла в очередной выпуску каталога обнаруженных «Кеплером» кандидатов в экзопланеты. Всего же этот каталог стал теперь насчитывать 4175 объектов. «Кеплер» следит за яркостью 150000 звезд и, если он обнаруживает кратковременные ослабления яркости, это служит признаком того, что звезда периодически затмевается вращающейся вокруг нее планетой или даже несколькими планетами. Потом следует подтверждение открытия с помощью статистического анализа данных и при наблюдении наземными телескопами. Подтвержденных экзопланет на начало 2020 года насчитывалось 1931 в 1222 планетных системах.

Kepler-452b вращается вокруг звезды в созвездии Лебедя на расстоянии 1400 световых лет от Земли. Самый быстрый космический аппарат, когда-либо созданный человеком (а это прилетевшая недавно к Плутону автоматическая станция New Horizons), летел бы туда 25,8 миллиона лет. Планета делает один оборот вокруг своей звезды каждые 385 дней, а ее диаметр всего в 1,6 раза больше диаметра Земли. Данные телескопа «Кеплер» не позволяют определить массу планеты, но, по оценкам ученых, Kepler-452b по массе больше нашей планеты приблизительно в пять раз. Сила тяжести на ней примерно в два раза больше, чем на Земле. Но следует помнить, что масса и сила тяжести пока еще лишь весьма грубо оценены. Kepler-452b получает на 10 % меньше света от своей звезды, чем Земля от Солнца. Звезды очень похожи, только Солнце на 1,5 миллиарда лет моложе.

Планетологи предполагают, что у этой планеты более мощная атмосфера и плотный облачный покров по сравнению с Землей. На ней вероятно наличие действующих вулканов. Все это, если учесть и более «пожилой» возраст звезды, позволяет предположить, что на планете Kepler-452b наблюдается парниковый эффект, подобный тому, что есть на Венере.

Особенно важно, что найденная планета находится в так называемой «обитаемой зоне» своей звезды, то есть, как мы говорили, имеет «правильные» характеристики. Название «обитаемая зона» не означает, что на планетах этой зоны обязательно существует жизнь. Но именно в ней условия таковы, что на поверхности планеты может находиться вода в жидком состоянии и, соответственно, вероятность возникновения жизни, похожей на земную, будет максимальной. Если расстояние от планеты до звезды будет слишком мало, то она будет чрезмерно разогрета, если же она будет слишком далеко, то температура окажется слишком низкой. В англоязычной литературе обитаемую зону часто называют «зоной Златовласки» (Goldilocks Zone), по сказке «Златовласка и три медведя». Она хорошо известна и в русском варианте, только героиню зовут не Златовлаской, а Машей. Как мы помним, Маша в доме медведей выбирала именно те чашку, стул и кровать, которые лучше всего ей подходили. Мы могли бы называть обитаемую зону «зоной Машеньки», но не сложилось.

Первой экзопланетой, найденной «в обитаемой зоне солнцеподобной звезды», стала в 2011 году Kepler-22b в созвездии Лебедя. Но ее параметры достаточно сильно отличаются от земных. Расстояние от планеты Kepler-22b до ее звезды на 15 % меньше, чем от Земли до Солнца, также меньше и период ее обращения. Он равен примерно 290 земным суткам. Светимость звезды ниже на 25 % по сравнению с Солнцем. Сама же планета в 34,92 раза тяжелее Земли (по приблизительной оценке), ее радиус больше в 2,4 раза, объем – в 13,824 раза. Сила тяжести на её поверхности в 6,1 больше, чем на Земле.

Помимо этой планеты обнаружено еще несколько кандидатов – небольших каменистых планет, которые также находятся в обитаемых зонах своих звезд. Общее их число теперь достигло двенадцати. На всех двенадцати возможно наличие жидкой воды. Но из этих планет две вращаются вокруг звезд спектрального класса M (красных), которые значительно меньше и менее ярки, чем Солнце. Еще семь вращаются вокруг звезд класса K (оранжевых), которые чуть крупнее Солнца. Или лишь одна планета Kepler-452b вращается вокруг желтого карлика, подобного Солнцу.

Следует еще раз повторить, что само по себе нахождение в обитаемой зоне звезды, похожей на Солнце, не гарантирует наличия жизни. Не служит такой гарантией и сходство с Землей, как у планеты Kepler-452b. Более того, существуют потенциальные сценарии возникновения жизни и у планет, отличающихся от Земли. Если мы вернемся к крупой планете Kepler-22b, то обнаружим, что при наличии у нее мощной атмосферы, температура на поверхности была бы вполне сносной (22 °C), за счет парникового эффекта. Весьма вероятно, что сравнительно небольшое твердое ядро этой планеты покрыто океаном, в котором могла бы возникнуть жизнь. Правда, если атмосфера окажется слишком плотной, температура внутри нее может, как и на Венере, перевалить за 400 °C. К сожалению, астрономы пока не умеют определять альбедо (отражательную способность) атмосферы экзопланет, чтобы точнее предсказать их климат. Подробнее узнать о взглядах ученых на возможность возникновения жизни на больших планетах, вся поверхность которых занята океаном, так называемых планетанах, можно узнать в специальном очерке «О поисках жизни на планетанах».

Открытие[ | ]

Kepler-452 b была обнаружена космическим телескопом «Кеплер» транзитным методом — путём наблюдения за изменением яркости её материнской звезды, вызванной прохождением планеты на её фоне. Kepler-452 b — первая из открытых потенциально скалистых суперземель, которая вращается вокруг довольно похожей на Солнце звезды спектрального класса G2[4][12][13] в обитаемой зоне, пригодной для жизни. Согласно индексу подобия Земли, Kepler-452 b — шестая в списке планет, похожих на Землю.

Наблюдение экзопланеты Kepler-452 b и её звезды продолжались с мая 2009 года по июль 2014, после чего учёные в течение нескольких лет обрабатывали полученные данные различными способами. Как следствие, 23 июля 2020 года американское космическое агентство НАСА обнародовало информацию о планете и её характеристики широкой общественности, проведя пресс-конференцию и опубликовав в открытом доступе результаты наблюдений и их анализ. Благодаря этому на короткий период времени тема «Kepler-452 b» получила широкое освещение в непрофильной прессе: журналисты подробно описывали экзопланету, брали интервью у учёных и тому подобное. Особенно много внимания было уделено потенциальной возможности существования на планете жизни земного типа. Именно поэтому в СМИ Kepler-452 b получила неофициальное название «Земля-2».

Экзопланета совершает полный оборот вокруг своей звезды примерно за 385 земных суток. Звезда расположена в Млечном Пути, на расстоянии около 1402 св. лет от Солнечной системы. Эта планета примерно на 60 % больше Земли и лежит в оптимистической зоне пригодности к жизни. Не имея возможности подробно исследовать физические характеристики планеты, учёные, однако, предположили, что Kepler-452 b является скалистой и в пять раз тяжелее Земли планетой, а гравитация на её поверхности примерно вдвое больше, чем на нашей планете. Экзопланета на 1,5 млрд лет старше Земли и просуществует ещё примерно 3,5 млрд лет — до времени, когда закончится пребывание материнской звезды на главной последовательности.

Характеристики[ | ]

Диаграмма орбиты Kepler-452 b, а также Kepler-186f и внутренней части Солнечной системы и их соответствующие предполагаемые обитаемые зоны[14]
Период обращения планеты Kepler-452 b равен 384,843 земных суток[6] и на момент открытия был самым большим для транзитной планеты столь небольшой (меньше двух земных) массы. Kepler-452 b больше на 63 % и старше на 1,5 млрд лет, чем Земля, но находится на орбите в зоне обитаемости своей звезды[6][12]. Инсоляция, создаваемая родительской звездой на планете в 1,1+0,29 −0,22 раза (при оцениваемом альбедо 0,3[6]) превышает инсоляцию, создаваемую Солнцем на Земле (альбедо Земли равно 0,4). Без учёта вероятного парникового эффекта, средняя поверхностная температура оценивается в 274,83 K (примерно 1,68 °C)[15][6].

Масса Kepler-452 b неизвестна, но по результатам моделирования оценивается в пять раз больше массы Земли[4]. При такой массе сила тяжести на планете примерно в 1,88 раза больше, чем на Земле. Её размер слишком велик, чтобы по аналогии с Землёй почти полностью состоять из тяжёлых элементов, но с вероятностью от 49 до 62 % она может быть твердотельной планетой — однако, в этом случае очень маловероятно, что её металлическое ядро имеет значительную массу[6].

По индексу подобия Земле (ESI) Kepler-452 b уступает Kepler-438 b и находится на шестом месте[3].