На каких планетах возможна жизнь: Есть ли жизнь на других планетах? — все самое интересное на ПостНауке

Где: колючую проволоку и томик Брэдбери.

В библиотеку

Фото: nasa.gov, space.com, wikimedia.org, kinopoisk.ru

что можно увидеть в апрельском небе?

С 20 апреля жители Земли могут наблюдать редкое астрономическое шоу. По одну сторону от Солнца выстроились в ряд четыре небесных тела. Что такое парад планет для науки и может ли он влиять на жизнь на Земле, в интервью телеканалу «МИР 24» рассказала исследователь лаборатории космической погоды Сколтеха Галина Чикунова.

— В астрономии такого понятия, как парад планет, нет. А что есть?

Галина Чикунова: Да, вы правы, парад планет – это не научный термин. Скорее всего его придумали любители звездного неба, те, для кого это явление по-настоящему может стать знаменательным.

На самом деле с середины апреля мы наблюдаем одновременно четыре планеты. Это можно видеть невооруженным глазом. Близкое расположение планет – это скорее проекционная иллюзия, то есть с нашей точки зрения мы видим их в один ряд. Но на самом деле никакого сближения не происходит, все в порядке. Планеты выстроены не в ряд, а находятся где-то в одном угловом секторе от Солнца.

— С точки зрения науки, что представляет собой это явление и при каких условиях оно возникает?

Галина Чикунова: Мы наблюдаем сейчас четыре планеты. Это внутренняя планета Венера и внешние Марс, Юпитер и Сатурн. Венера находится внутри нашей орбиты, и мы ее наблюдаем всегда вместе с Солнцем. Лучше всего ее можно увидеть на восходе и на закате, поэтому ее называют утренней и вечерней звездой. Внешние планеты лучше всего наблюдаются обычно ночью, то есть с другой стороны от Солнца. Но сейчас они находятся как бы на одном луче зрения с Венерой, мы видим их в луче Солнца на восходе. То есть сначала мы видим восходящие планеты, а затем появляется Солнце. Увидеть планеты можно довольно непродолжительное время, так как небо начинает светлеть. Получается, что все планеты находятся в одном луче зрения от нас.

— В чем особенности именно этого апрельского сближения?

Галина Чикунова: Астрономы-любители различают малый и большой парад планет. Малый – это когда три планеты, а здесь четыре, это считается большим парадом планет. Что интересно, между планетами есть еще Нептун. Его невооруженным взглядом увидеть нельзя и даже в телескоп тяжело наблюдать, но на самом деле он там есть. То есть можно сказать, что у нас сейчас даже пять планет, а это уже хорошее совпадение.

Периоды обращения планет вокруг Солнца разные. Для внешних планет это гораздо больше земного года, например, для Сатурна это 29 земных лет. Сам факт того, что планеты встали с одной стороны, довольно уникален. Каждый парад планет уникален.

— Как можно наблюдателю отличить выстроившиеся в ряд планеты друг от друга?

Галина Чикунова: Во-первых, давайте разберемся, как отличить планеты от звезд. Очень просто: планеты не мерцают, они светят отраженным светом, поэтому мы видим постоянный свет.

Дальше, у нас есть четыре планеты, которые можно увидеть. Первая – это Юпитер, она ближе всех к Солнцу. Его будет видно очень недолго из-за того, что Солнце будет мешать своим светом. Но так как Юпитер очень яркий, мы сможем его увидеть. Дальше будет видно Венеру, это самая яркая планета на нашем небе. Затем Марс, он будет менее ярким. Все они будут на одной прямой. Можно провести прямую из ярких светил и увидеть эти планеты. Дальше расстояние будет другим, но тоже будет видно Сатурн. Он как раз на пределе нашей разрешающей способности. Глазом увидеть Сатурн очень сложно, но если знать, где он находится на этой прямой, то и его можно наблюдать.

— Что дает наблюдение за сближением планет, можно ли эти данные использовать в практических целях?

Галина Чикунова: Не думаю, что астрономы очень следят за парадами планет, скорее из любопытства. Но мне кажется, такие положения планет очень интересны с точки зрения космонавтики и полетов. То есть удачное расположение планет дает нам возможность для гравитационных маневров. Именно так называемый парад планет в 1980-х годах дал возможность запустить «Вояджер-2» и сделать гравитационный маневр вокруг газовых гигантов. Он пролетел мимо Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Это уникальная миссия и большой вклад для науки. Я думаю, именно с точки зрения запуска в космос это уникальное явление.

— По мнению некоторых астрономов и геофизиков, выстраивание планет по одну сторону от Земли искажает ее гравитационное поле, что, в свою очередь, приводит к таким катаклизмам, как землетрясение или цунами. Это астрономическое явление сможет такие последствия вызывать?

Галина Чикунова: Я думаю, нам не о чем беспокоиться. Во-первых, такое близкое расположение – скорее наша иллюзия. Повторяю, на самом деле планеты с разных углов от Солнца находятся, то есть не в ряд. И даже если бы планеты были в ряд, они настолько далеко друг от друга, что гравитационное влияние практически незаметно.

Самое большое влияние оказывает Солнце, это центр масс нашей Солнечной системы. Мне кажется, здесь даже более интересно то, что именно Солнце создает явления космической погоды, эти явления мы можем замерить. Можем их увидеть. Например, когда на Солнце сильная вспышка и выброс массы, мы видим полярное сияние. Это физический факт, так что скорее Солнце может быть источником какой-то опасности.

— По меркам человеческой истории парад планет возникает довольно редко. А с точки зрения Земли?

Галина Чикунова: С точки зрения Земли это можно увидеть раз в 20 лет. Бывают великие парады планет, они более редки, раз в 200 лет, может, хотя там нет периодичности. Уникальность этих явлений делает их очень интересными. За время существования Земли, думаю, уже все конфигурации планет, которые только возможны, существовали. Было бы интересно все это просчитать и смоделировать, как это было много лет назад.

— В качестве итога, если попытаться представить себе рейтинг астрономических явлений, то, на ваш взгляд, какое место в нем мог бы занять парад планет?

Галина Чикунова: Красота нашей вселенной и Солнечной системы просто невообразима. Очень здорово, что есть множество таких прекрасных поводов насладиться этой красотой. Мы можем наблюдать кометы, метеорные потоки, солнечное и лунное затмения, парады планет, и все это невооруженным глазом или в бинокль. Это очень красивые явления.

Важно, что мы можем рассчитать время, когда можно эти явления наблюдать, и подготовиться, сделать выезд на природу. Это очень здорово.

Если вы соберетесь встать до восхода Солнца и наблюдать парад планет, я также рекомендую посмотреть на само Солнце – обязательно через защиту, можно через какие-то очень темные стекла, есть специальные стекла для наблюдения за Солнцем. Даже невооруженным взглядом можно увидеть пятна на солнце, сейчас они очень крупные. Это очень интересно, мы можем увидеть и планеты в ряд, и за ними Солнце, и еще и пятна на нем. Мне кажется, это очень здорово.

Когда люди смогут жить на Марсе

16 августа 2019 года эксцентричный миллиардер и изобретатель Илон Маск написал в своем (уже легендарном) твиттере: Nuke Mars! («Ударим по Марсу ядерными бомбами!»). Марс — и то, что человек может с ним сделать, — волнует человечество как минимум с «Марсианских хроник» Рэя Брэдбери. Но между фантазиями полувековой давности и нашими днями есть огромная разница: последние научные открытия перенесли разговоры о жизни на Марсе из кружков любителей фантастики в кабинеты ученых-исследователей и даже бизнесменов.

Александр Березин

Теги:

космос

наука

Четвертая планета Солнечной системы в два раза меньше Земли по радиусу, зато по площади равна всем земным континентам, вместе взятым (благо там нет океанов), плюс в 2008 году исследовательский зонд NASA обнаружил там воду (в виде льда). Неудивительно, что возникает соблазн заселить планету, и буквально в июле 2019 года ракетные двигатели для полета туда впервые смогли поднять в воздух Starhopper, прототип, который через несколько лет превратится в Starship — ракету и корабль, созданные специально для полетов к Марсу. Благодаря полной многоразовости Starship (более ста использований) стоимость полетов до Марса должна будет резко упасть.

При этом среднегодовая температура на Марсе –63 градуса Цельсия, примерно как на антарктической станции «Восток». Так холодно там потому, что его атмосфера в 150 раз разреженнее земной. При такой тонкой газовой оболочке парниковый эффект очень слабый, отчего и холода. Проблему можно решить, если приблизить климатические условия на Марсе к земному климату — этот процесс называют терраформированием. В случае с Марсом для этого нужно каким-то образом резко нагреть поверхность планеты, которая даже в лучшие годы находится в 56 миллионах километров отсюда.

Ученые довольно упорно бьются над этой проблемой, и вот недавно, летом 2019 года, был представлен необычный способ сделать Красную планету обитаемой — для начала, хотя бы частично. Оказалось, что прозрачный купол из экзотического гелевого материала толщиной всего пару сантиметров так сильно согревает земную имитацию марсианского грунта при скудном местном освещении, что тот способен поддерживать растительную жизнь без дополнительного подогрева. И это настоящая сенсация.

Рассказываем, что вообще можно сделать для того, чтобы через энное количество лет люди гуляли по марсианским полям и любовались сразу двумя лунами.

Купола из аэрогеля: парники 80-го уровня, открытые учеными месяц назад

Обратимся сразу к самому свежему открытию. В июле 2019 года группа ученых провела простые лабораторные эксперименты, в ходе которых поместили аналог марсианского грунта в камеру с разреженной атмосферой и марсианской температурой. Затем на купола светили лампами, дающими 150 ватт энергии на квадратный метр — ровно столько, сколько Солнце в среднем дает поверхности Марса.

Выяснилось удивительное: без малейшего внешнего подогрева поверхность марсианского грунта, накрытая сверху гелевым куполом, прогрелась чуть выше нуля градусов. Купол толщиной всего два сантиметра хорошо пропускает видимый свет, нагревая им почву, но очень плохо пропускает ультрафиолет, инфракрасное излучение и тепло. Сырья для его производства (обычный песок) на Марсе, как и на Земле, более чем достаточно.

Подогрев грунта на 65 градусов простым прозрачным куполом выглядит чудом, ведь снизу у грунта особой теплоизоляции нет и часть тепла все же уходит в стороны. То есть это как накрыть промерзшую землю хитро устроенной клеенкой — а дальше все происходит само. Но никакого особого чуда здесь нет. Аэрогели были открыты в 1931 году, и, по сути, это обычный спиртовой гель, из которого нагревом испарили весь спирт, оставив сеть наполненных воздухом каналов. Его теплоизоляционные свойства при одинаковой толщине до 7,5 раза выше, чем у пенопласта или минваты, при этом он практически прозрачен. Условное жилище из него и на Земле, будучи полностью прозрачным, не требовало бы отопления, кроме как во время долгой полярной ночи.

Интересно, что на самом деле этот материал на Марсе уже испытан: американские марсоходы используют аэрогель, чтобы их внутренние приборы не переохладились за время марсианской ночи, когда температура может упасть до –90 градусов.

Исследователи, предложившие такие купола как способ однажды переехать на Марс, отмечают: аэрогелевые купола легко переносить на большие расстояния. Более того, опыты в земных лабораториях уже показали, что на аналоге марсианского грунта вполне растут даже томаты, была бы нормальная температура. Воды для них тоже много тратить не придется: из-под купола испаряться ей некуда, то есть даже небольшое ее количество будет постоянно потребляться растениями «по кругу». Кстати, чтобы подтвердить эти предложения, авторы планируют перенести опыты в Антарктиду — сухие долины Мак-Мердо, по климату и безводности предельно близкие к Марсу.

Маск прав: Марс действительно можно побомбить — и возможно, с пользой (но не факт)

Наиболее радикальный путь решения проблемы, как это часто бывает, предложил Илон Маск: разбомбить полюса Марса термоядерными бомбами. Взрывы должны испарить углекислый газ, который составляет большую часть льда полярных шапок этой планеты. СО2 создаст парниковый эффект, то есть от ядерных бомбардировок на четвертой планете потеплеет всерьез и надолго. 

Правда, в 2018 году исследование, проспонсированное NASA, выдвинуло совсем другую точку зрения: полюса бомбить бесполезно. И вообще, всего углекислого газа Марса не хватит, чтобы создать атмосферу достаточно плотную для серьезного потепления. По расчетам «насовской» научной группы, растопив полярные шапки из углекислого газа, давление там можно поднять лишь в 2,5 раза. Теплее станет, но это все еще антарктические температуры — и атмосфера в 60 раз разреженнее нашей. Авторы работы прямо упомянули человека, чью точку зрения они критикуют: Илон Маск. Но его это, кажется, нимало не смутило.

Еще на Марсе можно найти каньон длиной в тысячи километров — и поселиться в нем

Марс обладает очень необычными деталями рельефа, которых на Земле нет. Одна из них — система каньонов Долины Маринер длиной 4 тысячи километров, длиннейшая из известных в Солнечной системе. Ее ширина — до 200 километров, а глубина до 7 километров. Это означает, что на дне каньонов атмосферное давление выше в полтора раза и там заметно теплее и влажнее, чем на остальной планете. Именно над частью Долин Маринер космические аппараты фотографируют настоящие туманы из водяного пара (на фото ниже), а на склонах других участков — темные следы потоков на песке, и потоки эти подозрительно похожи на водные.

Долины Маринер не везде широки — где-то их ширина составляет всего несколько километров. Такие места уже давно предлагают перекрыть куполом из стекла, считая, что и этого будет достаточно для удержания тепла и формирования локальной высокой температуры. Купол из аэрогеля над таким районом, располагающим водой, может привести к формированию локального сравнительно теплого климата со своими осадками и водой. Такие места могут застраиваться постепенно, и чем больше будет площадь, накрытая стыкующимися куполами, тем выше будет средняя температура (меньше теплопотери через стенки). Так что на самом деле такое постепенное, «ползучее» терраформирование может занять очень большую территорию планеты.

Что не так с расчетами NASA и почему инакомыслящие ученые уже устроились в SpaceX?

Есть и более простой путь к глобальному нагреву Марса до земных температур. Как отмечает другая группа ученых, мы уже испробовали этот метод на Земле, сами того не желая — выбрасывая по 37 миллиардов тонн углекислого газа в ее атмосферу и постепенно повышая температуру на планете. Путь этот — парниковые газы.

Конечно, на Марсе нет угля, сжигая который можно устроить парниковый эффект. Да и СО2 — не самый эффективный парниковый газ. Есть куда лучшие кандидаты, из которых самый перспективный — элегаз. Его молекула состоит из одного атома серы, вокруг которого «торчат» шесть атомов фтора. За счет «громоздкости» молекула отлично перехватывает и ультрафиолетовое, и инфракрасное излучения, при этом хорошо пропуская видимый свет. По силе вызываемого им парникового эффекта он в 34 900 раз превосходит углекислый газ. То есть всего миллион тонн этого вещества дал бы такой же парниковый эффект, что и десятки миллиардов тонн СО2, выбрасываемых человечеством сегодня.

Вдобавок элегаз очень живуч — время его жизни в атмосфере от 800 до 3200 лет в зависимости от внешних условий. Это значит, что можно не беспокоиться о его распаде в марсианской атмосфере: единожды произведенный, он останется там очень надолго. Кроме того, газ безвреден для человека и всех живых организмов. По факту, на Марсе он скорее полезен, поскольку перехватывает УФ-лучи не хуже озона, которого там пока нет.

По расчетам, примерно за 100 лет закачка суперпарниковых газов такого типа может поднять температуры на планете на десятки градусов.

Интересно, что несколько раньше при поддержке NASA была выполнена другая научная работа, которая описывала именно такой сценарий — терраформирование Марса за счет рукотворных парниковых газов повышенной эффективности. Одним из авторов этой работы была Марина Маринова, долгое время работавшая для NASA, а сегодня устроившаяся в компанию SpaceX. Более того, именно на нее как соавтора ссылался и сам Илон Маск, подвергнув критике работу, говорящую о нехватке СО2 на Марсе, якобы мешающей превратить его в планету, по температурам близкую к Земле.

Важная особенность такого сверхмощного парникового эффекта: после разогрева марсианского грунта связанный в нем СО2 должен высвободиться в атмосферу, дополнительно усилив нагрев планеты.

Когда на самом деле Марс станет похож на Землю?

Хотя элегаз действительно может преобразовать всю планету, надо четко понимать, что это не случится завтра. По расчетам, для этого нужно тратить миллиарды киловатт-часов в год — и тратить их на Марсе, делая из богатого фтором и серой грунта тот же элегаз. То есть желающим терраформировать придется построить на планете целую АЭС на 500 мегаватт, автоматизированные производства, постоянно выпускающие элегаз в атмосферу. Процесс этот даст ощутимые результаты через сотню лет работы. Ну или несколько быстрее при очень больших вложениях в создание заводов.

Все это время людям, обеспечивающим их деятельность и изучающим Марс, надо будет где-то жить. Очевидно, что лучшим решением для локального преобразования планеты в местах их расселения будут аэрогелевые купола. То есть по необходимости терраформирование будет идти сразу двумя путями: локальным — для текущих колонистов с помощью куполов — и глобальным — для планеты в целом.

Кто уже может жить на Марсе — и почему это важно

Яблони на Красной планете в ближайшем будущем не зацветут, но растительность в открытом грунте на самом деле может прийти туда раньше, чем мы думаем.

Еще в 2012 году Немецкое аэрокосмическое агентство провело эксперимент с арктическим лишайником ксантория элегантная (Хanthoria elegans). Его держали при давлении в 150 раз ниже земного — без кислорода, при марсианских температурах. Несмотря на чуждость среды лишайник не только выжил, но и не потерял способность успешно фотосинтезировать (в периоды, имитирующие светлое время суток).

Это значит, что в ряде регионов Марса — тех же Долинах Маринер — такие организмы в экваториальной зоне могут жить уже сегодня. А после начала выработки на Марсе элегаза подходящая для них территория начнет быстро расширяться. Как и другие лишайники, ксантория элегантная при фотосинтезе вырабатывает кислород. Собственно, именно выход лишайников на земную сушу около 1,2 миллиарда лет назад (за 0,7 миллиарда лет до высших растений) и позволил земной атмосфере резко поднять содержание кислорода до уровня сегодняшнего земного высокогорья. Скорее всего, на Марсе лишайникам предстоит та же функция — подготовить атмосферу к тому, чтобы в ней было проще жить более сложным существам.

Возможно, людям.

Ученые говорят, что может существовать «большая планета», которая потенциально может поддерживать жизнь в течение по крайней мере 1 миллиарда лет в будущем

Пространство

Ли Коэн

11 февраля 2022 г. / 10:19
/ Новости Си-Би-Эс

Обнаружение потенциальных признаков жизни на Венере

Что ученые могут извлечь из открытия потенциальной жизни на Венере
04:03

Оказывается, звездам, подобным нашему солнцу, не обязательно быть живыми и процветающими, чтобы поддерживать жизнь. Ученые говорят, что они обнаружили возможную «большую планету», вращающуюся вокруг умирающего солнца, которая потенциально может поддерживать жизнь для будущих поколений.

Исследователи из Университетского колледжа Лондона сделали «неожиданное» открытие, наблюдая за белым карликом, светящимися остатками звезды, у которой закончилось водородное топливо на расстоянии 117 световых лет. Эта конкретная звезда, известная как WD1054-226, имеет кольцо планетарных обломков в своей орбитальной обитаемой зоне, также известной как зона Златовласки, где температура теоретически должна позволять планете иметь жидкую воду на своей поверхности.

Если подтвердится, что обнаруженный объект является поддерживающей жизнь планетой, это будет первый случай обнаружения поддерживающей жизнь планеты на орбите умирающего солнца.

Ученые сделали это открытие, измерив свет от белого карлика, и опубликовали свои выводы в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества. Они сказали, что обнаружили выраженные провалы в свете, соответствующие 65 равномерно расположенным облакам мусора, которые вращались вокруг WD1054-226 каждые 25 часов.

«Обнаруженные нами структуры размером с Луну являются неправильными и пыльными (например, похожими на кометы), а не твердыми сферическими телами», — сказал в своем заявлении профессор физики и астрономии UCL Джей Фарихи, ведущий автор исследования. Он сказал, что структуры в настоящее время являются «загадкой, которую мы не можем объяснить», но предложил одну вероятную и «неожиданную» возможность: близлежащую планету.

«Впечатляющая возможность состоит в том, что эти тела удерживаются на такой равномерной орбитальной схеме из-за гравитационного влияния близлежащей планеты. Без этого влияния трение и столкновения заставили бы структуры рассредоточиться, потеряв точную регулярность, которая наблюдается . Прецедентом для этого «пастырства» является то, как гравитационное притяжение спутников вокруг Нептуна и Сатурна помогает создавать стабильные кольцевые структуры, вращающиеся вокруг этих планет», — сказал Фарихи, добавив, что он и его команда «не искали этого».

Может ли существовать жизнь на планете, вращающейся вокруг умирающего солнца? Исследователи под руководством профессора Джея Фарихи @uclmaps впервые наблюдали планетарные тела, вращающиеся вокруг обитаемой зоны белого карлика, что намекает на близлежащую планету, где может быть возможна жизнь https://t. co/0Mx98g6iIP pic.twitter.com /7rARJG9AV9

— Новости UCL (@uclnews) 11 февраля 2022 г.

Возможность наличия «большой планеты» в обитаемой зоне звезды волнует, но он подчеркнул, что такая планета еще не подтверждена. Фарихи сказал, что его команде все еще нужны дополнительные доказательства, что может быть сложно, потому что они не могут напрямую наблюдать за планетой. Вместо этого им, возможно, придется полагаться на компьютерные модели с другими наблюдениями за звездой и ее орбитальным мусором, чтобы получить более четкий ответ.

Команда ожидает, что если планета действительно существует, то она была создана совсем недавно и что она будет пригодна для жизни не менее 2 миллиардов лет, в том числе не менее 1 миллиарда лет в будущем.

Их открытие также может помочь ученым лучше понять нашу Солнечную систему, поскольку более 95% всех звезд, включая наше Солнце, в конечном итоге станут белыми карликами.

«Поскольку наше Солнце через несколько миллиардов лет станет белым карликом, — сказал Фарихи, — наше исследование позволяет заглянуть в будущее нашей Солнечной системы».

Космос и астрономия

Более

Более

В:
• Млечный Путь

Ли Коэн

Ли Коэн — продюсер социальных сетей и популярный репортер CBS News, специализирующийся на вопросах социальной справедливости.

Впервые опубликовано 11 февраля 2022 г. / 10:19

© 2022 CBS Interactive Inc. Все права защищены.

Спасибо, что читаете CBS NEWS.

Создайте бесплатную учетную запись или войдите в систему
, чтобы получить доступ к дополнительным функциям.

Пожалуйста, введите адрес электронной почты, чтобы продолжить

Пожалуйста, введите действительный адрес электронной почты, чтобы продолжить

Планеты двойных звезд как возможные дома для инопланетной жизни — ScienceDaily

Почти половина звезд размером с Солнце являются двойными. Согласно исследованиям Копенгагенского университета, планетные системы вокруг двойных звезд могут сильно отличаться от систем вокруг одиночных звезд. Это указывает на новые цели в поисках внеземных форм жизни.

Поскольку единственная известная планета с жизнью, Земля, вращается вокруг Солнца, планетарные системы вокруг звезд аналогичного размера являются очевидными целями для астрономов, пытающихся найти внеземную жизнь. Почти каждая вторая звезда в этой категории является двойной звездой. Новый результат исследования Копенгагенского университета показывает, что планетарные системы формируются вокруг двойных звезд совершенно иначе, чем вокруг одиночных звезд, таких как Солнце.

«Результат впечатляет, так как поиски внеземной жизни будут оснащены несколькими новыми, чрезвычайно мощными инструментами в ближайшие годы. Это повышает важность понимания того, как планеты формируются вокруг различных типов звезд. Такие результаты могут точно определить места, которые Было бы особенно интересно исследовать существование жизни», — говорит профессор Джес Кристиан Йоргенсен из Института Нильса Бора Копенгагенского университета, возглавляющий проект.

Результаты проекта, в котором также участвуют астрономы из Тайваня и США, опубликованы в журнале Nature.

Всплески формируют планетарную систему

Новое открытие было сделано на основе наблюдений телескопов ALMA в Чили за молодой двойной звездой на расстоянии около 1000 световых лет от Земли. Двойная звездная система NGC 1333-IRAS2A окружена диском, состоящим из газа и пыли. Наблюдения могут предоставить исследователям только моментальный снимок из точки эволюции двойной звездной системы. Тем не менее, команда дополнила наблюдения компьютерным моделированием, идущим как назад, так и вперед во времени.

реклама

«Наблюдения позволяют нам увеличивать звезды и изучать, как пыль и газ движутся к диску. Моделирование покажет нам, какая физика играет роль, и как звезды эволюционировали до снимка, который мы наблюдения и их будущую эволюцию», — объясняет постдоктор Раджика Л. Курувита, Институт Нильса Бора, второй автор статьи в Nature.

Примечательно, что движение газа и пыли не является постоянным. В некоторые моменты времени — обычно в течение относительно коротких периодов от десяти до ста лет каждую тысячу лет — движение становится очень сильным. Двойная звезда становится в десять-сто раз ярче, пока не вернется в обычное состояние.

Предположительно цикличность можно объяснить двойственностью двойной звезды. Две звезды окружают друг друга, и через определенные промежутки времени их совместная гравитация будет воздействовать на окружающий газопылевой диск таким образом, что огромное количество материала будет падать на звезду.

«Падающий материал вызовет значительный нагрев. Тепло сделает звезду намного ярче, чем обычно», — говорит Радзика Л. Курувита, добавляя:

«Эти взрывы разорвут газопылевой диск на части. накапливаться снова, всплески могут все еще влиять на структуру более поздней планетной системы».

Кометы несут строительные блоки для жизни

Наблюдаемая звездная система еще слишком молода для формирования планет. Команда надеется получить на ALMA больше времени для наблюдений, что позволит исследовать формирование планетных систем.

В центре внимания будут не только планеты, но и кометы:

«Кометы, вероятно, сыграют ключевую роль в создании возможностей для развития жизни. Кометы часто содержат большое количество льда с присутствием органических молекул. предположил, что органические молекулы сохраняются в кометах в те эпохи, когда планета бесплодна, и что более поздние удары комет доставят молекулы на поверхность планеты», — говорит Джес Кристиан Йоргенсен.

В этом контексте важно понимать роль всплесков:

«Нагрев, вызванный всплесками, вызовет испарение пылинок и окружающего их льда. Это может изменить химический состав материала, из которого формируются планеты. »

Таким образом, химия является частью области исследования:

«Длина волны, охватываемая ALMA, позволяет нам видеть довольно сложные органические молекулы, то есть молекулы с 9-12 атомами и содержащие углерод. Такие молекулы могут быть строительными блоками для более сложных молекулы, которые являются ключом к жизни, какой мы ее знаем. Например, аминокислоты, которые были найдены в кометах».

Мощные инструменты присоединяются к поискам жизни в космосе

ALMA (Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Атакамы) — это не один инструмент, а 66 телескопов, работающих согласованно. Это позволяет получить гораздо лучшее разрешение, чем можно было бы получить с помощью одного телескопа.

Совсем скоро к поискам внеземной жизни присоединится новый космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). Ближе к концу десятилетия JWST будет дополнен ELT (Европейским большим телескопом) и чрезвычайно мощным SKA (массив квадратных километров), которые планируется начать наблюдения в 2027 году. ELT со своими 39метровое зеркало станет самым большим оптическим телескопом в мире и будет готово наблюдать за атмосферными условиями экзопланет (планет за пределами Солнечной системы, прим. ред.). SKA будет состоять из тысяч телескопов в Южной Африке и Австралии, работающих в координации, и будет иметь более длинные волны, чем ALMA.

«SKA позволит напрямую наблюдать за большими органическими молекулами. Космический телескоп Джеймса Уэбба работает в инфракрасном диапазоне, который особенно хорошо подходит для наблюдения за молекулами во льду. Наконец, у нас по-прежнему есть ALMA, который особенно хорошо подходит для наблюдения за молекулами во льду. в виде газа. Комбинирование различных источников даст множество захватывающих результатов», — заключает Джес Кристиан Йоргенсен.

Предыстория

Команда провела наблюдения на телескопах ALMA в Чили, чтобы наблюдать за двойной звездной системой NGC 1333-IRAS2A в молекулярном облаке Персея. Расстояние от Земли до двойной звезды составляет около 1000 световых лет, что является довольно коротким расстоянием в астрономическом контексте. Образовавшаяся около 10 000 лет назад, это очень молодая звезда.

Две звезды двойной системы находятся на расстоянии 200 астрономических единиц (а.е.) друг от друга. AU равняется расстоянию от Земли до Солнца. Для сравнения, самая дальняя планета Солнечной системы, Нептун, находится в 30 астрономических единицах от Солнца.

Может ли существовать жизнь на планете-изгое?

Эта статья появилась в выпуске Discover за сентябрь/октябрь 2021 года. Подпишитесь на неограниченный доступ к архиву Discover.

Еще ребенком, прежде чем он посвятил свою жизнь поиску внеземной жизни, Фрэнк Дрейк задавался вопросом, единственная ли Земля способна приютить жизнь. Он был не первым и не единственным, кто задался вопросом. Есть причина, по которой так многих интересует этот вопрос: его ответ помогает раскрыть место человечества в космосе.

Размышления Дрейка вдохновили его заняться астрономией, работая директором обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико и президентом Института SETI, который, как следует из аббревиатуры, занимается поиском внеземного разума и изучением возможностей жизни в других местах. во вселенной. Дрейк, пожалуй, наиболее известен своим одноименным уравнением — оценкой того, сколько инопланетных цивилизаций может существовать в нашей галактике. Представленное в 1961 году уравнение обычно считается началом новой эры поисков внеземного разума.

Но спустя десятилетия после изобретения этого знаменитого уравнения Дрейк признал, что его оценки были чрезмерно консервативными. Среди слишком умеренных предположений было то, что потенциально обитаемый другой мир должен вращаться вокруг звезды, игнорируя возможность жизни на планетах-изгоях.

Иногда называемые «кочевниками галактики» или «планетами-сиротами», эти холодные темные миры несутся сквозь космос без дома, без солнечной системы, без солнца на орбите. Давным-давно они сформировались вокруг звезды, но были выброшены, брошены своими родителями. Есть миллиарды планет-изгоев — по оценкам астрономов, на каждую звезду может приходиться как минимум одна — блуждающих по галактике.

Поиски жизни в таких холодных пустынных местах могут показаться бесполезными, но за последние два десятилетия астрономы придумали ряд возможных сценариев, которые сделали бы возможной жизнь на планете без звезды.

Beyond Goldilocks

Хотя существует множество ингредиентов, необходимых для нормального развития жизни, два из наиболее важных — это жидкий растворитель, который помогает транспортировать минералы и другие жизненно важные вещества между клетками, а также источник энергии, которую организмы могут собирать продолжать жить и расти.

Планета, подобная нашей, — достаточно близко к звезде, чтобы иметь океаны жидкой воды (удовлетворяет потребность в растворителе) и обильный источник видимого света для фотосинтеза (удовлетворяет потребность в энергии) — это рай для живых организмов. Если бы мы были ближе к солнцу, свет был бы слишком интенсивным, и океаны кипели бы от жары. Если бы мы были дальше, океаны замерзли бы, и растениям пришлось бы бороться за получение достаточного количества света для преобразования в химическую энергию. Как бы то ни было, Земля идеально расположена. Не слишком жарко, не слишком холодно, но находится в зоне, которую астрономы называют обитаемой или зоной «Златовласки».

Планеты, подобные нашей, находящиеся в обитаемой зоне вокруг Солнца, были в центре внимания большинства поисков жизни. Но эти поиски, возможно, были слишком ограничивающими. (Источник: Roen Kelly/Discover)

В поисках внеземной жизни преобладали поиски в небе планет Златовласки, подобных нашей. Но многие астрономы считают, что эта стратегия поиска выдает отсутствие воображения, которое излишне ограничивает наши поиски. Кто сказал, что жизнь должна выглядеть точно так же, как на Земле?

Сара Сигер, профессор Массачусетского технологического института и эксперт по поиску экзопланет, входит в число тех, кто считает, что мы должны расширить наши представления о пригодности для жизни. «Куда бы мы ни посмотрели, мы видим ингредиенты для жизни. И мысль состоит в том, что она возникла на нашей планете, поэтому, конечно, если ингредиенты для жизни находятся на других планетах, жизнь должна каким-то образом зародиться», — говорит она. Для Сигера это означает поиск экзопланет, вращающихся вокруг звезд, которые могут находиться за пределами традиционной обитаемой зоны или могут иметь следы уникальной биохимии, в отличие от тех, которые мы находим на Земле.

Но профессор Технологического института Флориды Манасви Лингам развил эту идею еще дальше. Почему планета вообще должна вращаться вокруг Солнца? Может ли такая планета-изгой все еще содержать ингредиенты для жизни?

Life Gone Rogue

Опираясь на другую работу, начатую в 1999 году, Лингам и его коллега Ави Леб исследуют этот вопрос. В статье, опубликованной в Международном журнале астробиологии в 2019 году, они изучают, как жизнь может выжить на планете-изгое в океанах под внешним слоем льда. Этот ледяной слой образовался бы, если бы планета, похожая на Землю, была сброшена с орбиты своего солнца. Холода межзвездного пространства было бы слишком много, чтобы океаны оставались полностью жидкими. Но слой льда может также помочь изолировать внутреннюю часть планеты от холодного окружения, действуя как одеяло. А глубоко в ядре планеты радиоактивные элементы продолжали бы выделять тепло, нагревая ее изнутри.

Такое сочетание внешней изоляции и внутреннего обогрева может полностью защитить океаны от замерзания. Если бы Земля была выброшена сейчас, количества радиоактивности, вероятно, было бы недостаточно, чтобы предотвратить обледенение ее океанов, и у нас, вероятно, не было бы достаточно воды или геотермальной активности для поддержания жизни. Но Лингам и Леб считают, что если бы он был выброшен вскоре после формирования, когда в ядре было гораздо больше геотермальной активности, тогда океаны могли бы выжить.

Предложение Лингама — лишь одна из немногих ситуаций, когда планета-изгой все еще может поддерживать температуру, при которой на ней может существовать жидкая вода. Если бы планета-изгой имела плотную атмосферу из водорода, она также действовала бы как одеяло, даже позволяя жидкости существовать на поверхности, а не под толстым ледяным покровом. Или, если бы планета была выброшена с орбиты звезды, к которой все еще была привязана луна, тогда луна могла бы оставаться теплой из-за трения, вызванного приливными силами планеты.

Итак, потребность в растворителе может быть удовлетворена на планете-изгое. «Но есть еще один недостающий фактор: у вас может быть жидкая вода, но откуда [берется] энергия для метаболизма организмов? Где они возьмут энергию, чтобы поддерживать себя?» — говорит Лингам.

Подведение баланса

Для этого Лингам считал маловероятным источником. Некоторые галактики считаются активными, излучающими интенсивное излучение, когда материя падает в сверхмассивную черную дыру в ее центре. И если планета-изгой находится рядом с этим центром — так называемым активным галактическим ядром — тогда она может использовать это излучение для фотосинтеза.

Лингам обнаружил, что существует баланс между полезностью этого света для фотосинтеза и вредом крайнего ультрафиолета для клеток. Но ряд щитов, таких как почва или первые несколько метров океанской воды, могут также защищать жизнь в подповерхностных морях от ультрафиолетового излучения, пропуская при этом достаточное количество видимого света для стимулирования фотосинтеза. Лингам определил, что активное галактическое ядро ​​может поддерживать жизнь на планете-изгое, которая находится менее чем в 1000 световых лет от центра галактики (для сравнения, Земля находится на расстоянии 25 000 световых лет от центра Млечного Пути).

(Фото: Grossinger/Shutterstock)

Даже при соблюдении этих условий вопрос, сможем ли мы обнаружить признаки жизни в ближайшем будущем, остается открытым. Это особенно сложно в случае планет-изгоев, поскольку мы, вероятно, не могли бы использовать свет родительской звезды в качестве сигнала, как мы делаем в типичных исследованиях экзопланет. По словам Сигера, «поиск предназначен для будущих поколений. … Это будет очень тяжело».

Как может выглядеть жизнь на такой планете? «Конечно, вы можете подумать о чем-то большем, чем микробы», — говорит Лингам. «Даже если это не так сложно, как самые сложные вещи, которые мы видим здесь [на Земле]. Мы можем не увидеть дельфинов» или других подобных развитых видов.

Но независимо от того, сможем ли мы найти это в ближайшее время и сможет ли разумная жизнь процветать, тот факт, что жизнь вообще возможна на этих планетах, может указывать на скрытое изобилие и разнообразие организмов во всей Вселенной. Даже на Земле мы поражались способности экстремофилов выживать в самых негостеприимных уголках нашей планеты. Почему бы и не в темном холоде межзвездного пространства, на планете-изгое?

Может быть, жизнь — это не просто счастливая случайность, возникшая в идеальных условиях на планете Златовласка, — может быть, это неизбежность.

Возможности и поиски жизни в нашей Солнечной системе

Меркурий и Венера

Обычно Меркурий не считается планетой с жизнью. Он находится слишком близко к Солнцу, очень жаркий и сухой, и в нем очень мало атмосферы. Венера столь же негостеприимна, что удивительно, учитывая, что у нее, казалось бы, много общего с Землей. У них одинаковые размеры и массы, а Венера всего на 28% ближе к Солнцу, чем Земля. Однако атмосфера Венеры почти не содержит водяного пара и составляет 96,5% углекислого газа. Ее атмосфера в 100 раз массивнее земной, а это означает, что атмосферное давление на поверхности Венеры в 90 раз больше, чем на Земле. Атмосфера двуокиси углерода на Венере действует как парниковый газ, и в результате поверхность Венеры имеет среднюю температуру 460°C. Этого достаточно, чтобы расплавить свинец, олово и цинк. Несколько советских космических аппаратов приземлились на Венере и отправили данные обратно. Жара и давление на поверхности Венеры означали, что каждый из них прожил максимум пару часов, прежде чем был выведен из строя в экстремальных условиях. Ученые считают, что на Венере, вероятно, когда-то в прошлом была вода, но условия в атмосфере привели к тому, что планета стала слишком горячей, и вся вода испарилась в космос.

Марс

На протяжении веков ученые интересовались, есть ли жизнь на Марсе. В 1877 году итальянский астроном Джованни Скиапарелли наблюдал за Марсом в свой телескоп и обнаружил то, что он принял за каналы. Американский астроном Персиваль Лоуэлл перевел слово «canali» как каналы, а не каналы, и воспринял их как свидетельство существования на Марсе разумной жизни, способной строить большие каналы.

Другие астрономы заметили, что размеры полярных ледяных шапок Марса меняются в зависимости от времени года, и что весь цвет планет меняется. Сначала считалось, что эти времена года должны быть похожи на времена года на Земле, а изменение цвета означало, что растения меняют цвет. Теперь мы знаем, что эти изменения цвета происходят из-за периодических пыльных бурь на Марсе, которые достаточно велики, чтобы покрыть большие площади планеты.

Многие миссии, включая Mariners 4, 6, 7 и 9, орбитальные и посадочные модули Viking 1 и 2, Mars Pathfinder, Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express, Spirit, Opportunity, Mars Reconnaissance Orbiter и Phoenix, вышли на орбиту и фактически приземлился на поверхность Марса в поисках жизни. Хотя Марс мог поддерживать жизнь в прошлом, до сих пор не было обнаружено никаких доказательств прошлой или настоящей жизни. Атмосфера Марса всего на 1% плотнее земной, поэтому она слишком мала, чтобы поддерживать жидкую воду на своей поверхности задолго до того, как она испарится.

Планируется, что будущие миссии, включая орбитальные и посадочные аппараты, отправятся на Марс и продолжат поиски жизни. Ясно, что водяной лед на Марсе существует как в ледяных шапках, так и в ледниках на экваторе под слоями пыли и мусора. Жидкая вода ни на поверхности, ни под ней не обнаружена.

Перспективный вид кратера Королева на Марсе, заполненного водяным льдом.

Некоторые миссии искали микробы на пыльной поверхности Марса, собирая образцы почвы, добавляя воду и другие питательные вещества и измеряя выход газа. До сих пор такие и другие эксперименты не дали доказательств существования каких-либо организмов.

Спутники Юпитера

Юпитер имеет не менее 66 спутников, большинство из которых относительно небольшие. У него есть четыре больших спутника, спутники Галилея, которые очень интересны для астробиологов, потому что некоторые из них могут иметь среду, которая может поддерживать жизнь.

Ио

Ио — ближайший к Юпитеру галилеев спутник. Он находится на резонансной орбите с Ганимедом и Европой. На каждый один оборот вокруг Юпитера, который делает Ганимед, Европа делает два, а Ио — четыре. Гравитационные взаимодействия между этими спутниками и Юпитером вызывают огромные приливные силы, воздействующие на кору Ио, и в результате Ио очень активна в геологическом отношении. Количество действующих вулканов превратило Ио в совершенно сухую планету, и очень маловероятно, что там могла бы быть какая-либо жизнь.

Европа

Европа, следующий галилеев спутник Юпитера, сильно отличается от Ио. Его поверхность кажется толстым слоем льда. Из-за того, как ведет себя магнитное поле Европы, астрономы подозревают, что подо льдом Европы находится глобальный океан соленой воды. Вода, вероятно, остается жидкой из-за приливного нагрева от взаимодействия Европы с Юпитером и другими большими спутниками. Неясно, насколько толстый лед или насколько глубок океан. Лед и вода вместе взятые, вероятно, представляют собой оболочку толщиной от 70 до 170 км на вершине скалистой поверхности. Толщина льда, скорее всего, не менее 3-4 км, а может достигать 25 км. Эта среда может быть похожа на некоторые из подземных озер в Антарктиде, которые исследуются и, вероятно, содержат жизнь.

Ганимед

Ганимед, который является самым большим спутником в Солнечной системе, также имеет соленый океан под ледяной коркой. Энергия от приливных взаимодействий между Ганимедом и другими галилеевыми спутниками не должна генерировать достаточно энергии, чтобы удерживать соленую воду на этом спутнике в жидком состоянии, и астрономы считают, что вода, вероятно, поддерживается в жидком состоянии жидким железным ядром внутри спутника и изоляцией льда толщиной в сотни километров. Ганимед также имеет очень тонкую атмосферу.

Каллисто

Каллисто — четвертая галилеева луна, удаленная от Юпитера, и, хотя она не находится на резонансной орбите с Юпитером таким образом, чтобы вызвать приливную энергию, которую испытывают другие луны, она также, кажется, имеет жидкий океан под толстая ледяная корка. В жидкой воде, вероятно, растворены аммиак и соли, которые понижают температуру замерзания воды. Некоторое количество тепла, вероятно, выделяется радиоактивными элементами в горных породах Каллисто, и этого, по-видимому, достаточно для поддержания жидкой воды.

Спутники Сатурна

Сатурн имеет как минимум 62 спутника размером от километра или меньше в поперечнике до самого большого спутника в Солнечной системе Титана, который больше планеты Меркурий! У некоторых из этих спутников есть особенности, которые делают их интересными для астробиологов.

Титан

Титан — единственный спутник в Солнечной системе, имеющий значительную атмосферу. Атмосфера примерно в 1,5 раза превышает атмосферное давление на Земле и состоит в основном из азота и небольшого количества метана. Поверхность Титана очень холодная, около -180°C, и покрыта озерами или, возможно, даже океанами жидкого метана. Метан может существовать в виде твердой жидкости и газа на Титане и вести себя так же, как вода на Земле, регулируя климат и вызывая погоду. Молнии в атмосфере не обнаружены, но в течение миллиардов лет аминокислоты и другие сложные молекулы могли успеть развиться.

Рея

Рея также имеет невероятно тонкую атмосферу из углекислого газа и кислорода, но ее плотность всего лишь в триллион раз меньше плотности атмосферы на Земле.

Энцелад

У Энцелада есть несколько очень удивительных особенностей, которые делают его очень интересным для астробиологов. Он белый и отражает почти 100% падающего на него света. На его поверхности также есть гейзеры, которые выбрасывают струи воды с аммиаком и органическими соединениями. Температура около этих гейзеров, вероятно, очень высока, в то время как остальная часть Луны очень холодная со средней температурой около 220°C.

Астрономы идентифицируют 24 возможных сверхобитаемых мира

Художественная концепция Kepler-186f, первой экзопланеты размером с Землю, обнаруженной в обитаемой зоне своей звезды. Он расположен в 500 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Некоторые планеты, подобные этой, и суперземли могут быть «сверхобитаемыми» и даже лучше подходящими для жизни, чем Земля. Изображение предоставлено НАСА Эймс/Институт SETI/JPL-Caltech.

Земля полна жизни; почти везде, куда ни глянь, растения и существа той или иной формы называют наш маленький голубой шарик своим домом. Ученые находят микробов — микроскопическую жизнь — даже в местах с самыми суровыми условиями. Мы склонны считать пригодность Земли для жизни само собой разумеющейся. Можно подумать, что при всей своей красоте и разнообразии наша планета должна быть лучший на всю жизнь. Или это?

Лунные календари EarthSky 2021 уже доступны! Они делают отличные подарки. Заказать сейчас. Идем быстро!

Новое исследование, проведенное учеными из Университета штата Вашингтон, о котором было объявлено 5 октября 2020 года, доказывает, что вполне могут быть планеты, условия на которых даже на более благоприятны для жизни, чем на нашей. Из более чем 4000 известных в настоящее время экзопланет исследователи также сузили список до 24 кандидатов-9.0082 сверхпригодные планеты , которые могут быть даже лучше приспособлены для жизни, чем Земля.

Новая рецензируемая статья, объясняющая их рассуждения, была опубликована в журнале Astrobiology 18 сентября 2020 года. могут ли быть в нашей галактике другие планеты, которые могут быть еще более пригодными для жизни. Однако игнорирование этого возможного класса «сверхобитаемых» планет можно было бы считать антропоцентрическими и геоцентрическими предубеждениями. Наиболее важным с точки зрения наблюдателя, ищущего внесолнечную жизнь, является то, что такой поиск может быть выполнен наиболее эффективно, если сосредоточить внимание на сверхпригодных для жизни планетах, а не на планетах земного типа. Мы утверждаем, что могут быть области пространства астрофизических параметров звездно-планетных систем, которые могут позволить планетам быть даже лучше для жизни, чем наша Земля. Мы стремимся определить эти параметры и их оптимальные диапазоны, некоторые из которых обусловлены астрофизическими соображениями, тогда как другие основаны на различной пригодности для жизни в естественной истории нашей планеты. Некоторые из этих условий далеки от того, чтобы их можно было проверить с помощью наблюдений на планетах за пределами Солнечной системы. Тем не менее, мы можем составить краткий список из 24 главных претендентов среди >4000 известных сегодня экзопланет, которые могут быть кандидатами на роль сверхпригодной планеты. Фактически, мы утверждаем, что в отношении поиска внесолнечной жизни потенциально сверхобитаемые планеты могут заслуживать более высокого приоритета для последующих наблюдений, чем большинство похожих на Землю планет.

Увеличить | Диаграмма, показывающая 24 потенциально сверхобитаемых экзопланеты (помечены), как определили исследователи. Изображение предоставлено Шульце-Макухом и др./ Астробиология .

Новое исследование возглавил ученый Дирк Шульце-Макух. У нас есть множество сложных и разнообразных форм жизни, и многие из них могут выжить в экстремальных условиях. Хорошо иметь адаптивную жизнь, но это не значит, что у нас есть все самое лучшее.

Согласно исследованию, такие планеты должны быть старше, немного крупнее, немного теплее и, возможно, более влажными, чем Земля. Также помогает, если они вращаются вокруг звезд старше Солнца и с большей продолжительностью жизни. Срок жизни нашего Солнца оценивается в 10 миллиардов лет, и потребовалось около 4 миллиардов из этих лет, прежде чем на Земле возникла какая-либо сложная жизнь. Но некоторые другие звезды могут жить намного дольше, что дает жизни больше времени для развития.

Так как же исследователи пришли к таким выводам и как они выбрали этих 24 лучших кандидатов?

Шульце-Макух вместе с астрономами Рене Хеллером из Института исследования солнечной системы им. Макса Планка и Эдвардом Гинаном из Университета Вилланова начали с систем планета-звезда, в которых твердые планеты земного типа вращаются в пределах обитаемой зоны, области вокруг звезды. где температуры могут позволить жидкой воде существовать. Они выбрали их из архива транзитных экзопланет Kepler Objects of Interest.

Многие из этих звезд являются G-звездами, похожими на наше Солнце, с аналогичным временем жизни, поэтому исследователи также рассматривали K-звезды, оранжево-красные карлики, которые более холодные, менее массивные и менее яркие. Это может показаться не таким идеальным для жизни, как солнцеподобные звезды, но у них есть одно большое преимущество: их продолжительность жизни составляет от 20 до 70 миллиардов лет. Если бы жизнь зародилась на планете, вращающейся вокруг карликовой звезды класса K, у нее было бы гораздо больше времени для развития, чем у жизни на Земле до сих пор.

Поэтому старые планеты лучше, но они не должны быть слишком старыми. В конце концов, они исчерпают свое внутреннее геотермальное тепло и потеряют защитные геомагнитные поля. Каков тогда идеальный возраст? Исследователи говорят, что оптимальный возраст планеты составляет от 5 до 8 миллиардов лет. Нашей Земле всего 4,5 миллиарда лет.

Художественная концепция Kepler-69c, одной из 24 экзопланет в списке сверхобитаемых. Это планета размером с Землю в обитаемой зоне солнцеподобной звезды, расположенной примерно в 2700 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Изображение предоставлено NASA/ NASA Ames/ JPL-Caltech/T. Pyle.

Какие еще факторы могут сделать планету сверхпригодной для жизни?

По мнению исследователей, планета должна быть немного больше Земли. Около 10% — это хорошо. Такие миры должны иметь большую обитаемую площадь суши. Кроме того, если бы планета была примерно в 1,5 раза массивнее Земли, радиоактивный распад внутри планеты продолжался бы дольше, чтобы обеспечить тепло, а более сильная гравитация помогла бы планете дольше сохранять свою атмосферу.

А вода? Вся жизнь на Земле нуждается в воде, чтобы выжить. Планеты немного теплее Земли, с большим количеством влаги и средней температурой поверхности примерно на 8 градусов по Фаренгейту (5 градусов по Цельсию) выше, чем у Земли, также могут быть более пригодными для жизни. Даже на Земле в более теплых и влажных тропических лесах больше разнообразия жизни, чем в других областях.

Хотя исследователи предварительно идентифицировали 24 лучших кандидата на данный момент, их может быть гораздо больше, поскольку, по оценкам ученых, только в нашей галактике миллиарды планет. Многие из них являются суперземлями, планетами больше Земли, но меньше Нептуна. Некоторые из них имели бы идеальные размеры и массу, чтобы быть сверхпригодными для жизни мирами.

Дирк Шульце-Макух из Университета штата Вашингтон, ведущий автор нового исследования. Изображение предоставлено НАСА/Биллом Ингаллсом/Университетом штата Вашингтон.

Сколько из них действительно могут быть обитаемыми или даже сверхобитаемыми? Только дальнейшие исследования помогут ответить на этот вопрос, и новейшие будущие космические телескопы, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба, смогут анализировать атмосферы некоторых из этих миров и искать потенциальные биосигнатуры. Шульце-Макух сказал:

С появлением следующих космических телескопов мы получим больше информации, поэтому важно выбрать несколько целей. Мы должны сосредоточиться на определенных планетах, которые имеют наиболее многообещающие условия для сложной жизни. Однако мы должны быть осторожны, чтобы не застрять в поисках второй Земли, потому что могут быть планеты, которые могут быть более подходящими для жизни, чем наша.

Следующие несколько лет будут захватывающим временем для исследований экзопланет. Мы надеемся, что каждое открытие приближает нас к обнаружению первых свидетельств жизни за пределами нашей Солнечной системы. Разнообразие жизни только на нашей Земле поражает воображение. Если там действительно существуют сверхобитаемые миры, виды жизни, которые могут существовать, могут быть ограничены только нашим воображением.

Итог: ученые определили 24 возможных сверхобитаемых экзопланеты, которые могут быть даже лучше приспособлены для жизни, чем Земля.

Источник: В поисках планеты лучше Земли: главные претенденты на сверхпригодный для жизни мир исследование космоса, которое началось, когда он был ребенком, когда смотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal). Он также писал для Universe Today и SpaceFlight Insider, публиковался в The Mars Quarterly и писал дополнительные статьи для известного iOS-приложения Exoplanet для iPhone и iPad.

Солнце | Национальное географическое общество

Солнце — обычная звезда, одна из примерно 100 миллиардов в нашей галактике Млечный Путь. Солнце оказывает чрезвычайно важное влияние на нашу планету: оно управляет погодой, океанскими течениями, временами года и климатом, а также делает возможной жизнь растений благодаря фотосинтезу. Без солнечного тепла и света жизнь на Земле не существовала бы.

Около 4,5 миллиардов лет назад Солнце начало формироваться из молекулярного облака , которое в основном состояло из водорода и гелия. Близлежащая сверхновая испустила ударную волну, которая соприкоснулась с молекулярным облаком и активировала его. Молекулярное облако начало сжиматься, и некоторые области газа схлопнулись под действием собственного гравитационного притяжения. Когда одна из этих областей разрушилась, она также начала вращаться и нагреваться от увеличивающегося давления. Большая часть водорода и гелия осталась в центре этой горячей вращающейся массы. В конце концов, газы достаточно нагрелись, чтобы начать ядерный синтез, и превратились в солнце в нашей Солнечной системе.

Другие части молекулярного облака остыли в диск вокруг совершенно нового солнца и стали планетами, астероидами, кометами и другими телами в нашей Солнечной системе.

Солнце находится на расстоянии около 150 миллионов километров (93 миллиона миль) от Земли. Это расстояние, называемое астрономической единицей (а.е.), является стандартной мерой расстояния для астрономов и астрофизиков.

AU можно измерить со скоростью света или временем, которое требуется фотону света, чтобы добраться от Солнца до Земли. Свет на Солнце занимает около восьми минут и 19секунд, чтобы достичь Земли.

Радиус солнца, или расстояние от самого центра до внешних границ, составляет около 700 000 километров (432 000 миль). Это расстояние примерно в 109 раз больше радиуса Земли. Солнце не только имеет гораздо больший радиус, чем Земля, но и намного массивнее. Масса Солнца более чем в 333 000 раз больше массы Земли и содержит около 99,8% всей массы Солнечной системы!

Состав

Солнце состоит из пылающей комбинации газов. Эти газы фактически находятся в форме плазмы. Плазма – это состояние вещества, похожее на газ, но с большей частью ионизированных частиц. Это означает, что частицы имеют увеличенное или уменьшенное число электронов.

Около трех четвертей Солнца состоит из водорода, который постоянно сплавляется и образует гелий в процессе, называемом ядерным синтезом. Гелий составляет почти всю оставшуюся четверть. Очень небольшой процент (1,69 процента) солнечной массы составляют другие газы и металлы: железо, никель, кислород, кремний, сера, магний, углерод, неон, кальций и хром. Эти 1,69 процента могут показаться незначительными, но их масса по-прежнему в 5628 раз больше массы Земли.

Солнце не является твердой массой. У него нет легко определяемых границ, как у скалистых планет, таких как Земля. Вместо этого Солнце состоит из слоев, почти полностью состоящих из водорода и гелия. Эти газы выполняют разные функции в каждом слое, и слои Солнца измеряются их процентом от общего радиуса Солнца.

Солнце пронизано и частично контролируется магнитным полем. Магнитное поле определяется комбинацией трех сложных механизмов: круговой электрический ток, проходящий через солнце, слои солнца, вращающиеся с разной скоростью, и способность солнца проводить электричество. Вблизи экватора Солнца силовые линии магнитного поля образуют небольшие петли у поверхности. Линии магнитного поля, проходящие через полюса, простираются гораздо дальше, на тысячи километров, прежде чем вернуться к противоположному полюсу.

Солнце вращается вокруг своей оси, как и Земля. Солнце вращается против часовой стрелки, и ему требуется от 25 до 35 дней, чтобы совершить один оборот.

Солнце обращается по часовой стрелке вокруг центра Млечного Пути. Его орбита находится на расстоянии от 24 000 до 26 000 световых лет от галактического центра. Солнцу требуется от 225 до 250 миллионов лет, чтобы совершить один оборот вокруг галактического центра.

Электромагнитное излучение

Солнечная энергия распространяется на Землю со скоростью света в виде электромагнитного излучения (ЭМИ).

Электромагнитный спектр существует в виде волн различной частоты и длины волны.

Частота волны показывает, сколько раз волна повторяется за определенную единицу времени. Волны с очень короткими длинами волн повторяются несколько раз в данную единицу времени, поэтому они являются высокочастотными. Напротив, низкочастотные волны имеют гораздо большую длину волны.

Подавляющее большинство электромагнитных волн, исходящих от солнца, невидимы для нас. Наиболее высокочастотными волнами, излучаемыми солнцем, являются гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовое излучение (УФ-лучи). Наиболее вредные ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются атмосферой Земли. Менее мощные УФ-лучи проходят через атмосферу и могут вызывать солнечные ожоги.

Солнце также излучает инфракрасное излучение, волны которого имеют гораздо более низкую частоту. Большая часть солнечного тепла поступает в виде инфракрасной энергии.

Между инфракрасным и ультрафиолетовым диапазоном находится видимый спектр, который содержит все цвета, которые мы, люди, можем видеть. Красный цвет имеет самые длинные волны (наиболее близкие к инфракрасному), а фиолетовый (наиболее близкие к ультрафиолетовому) — самые короткие.

Само солнце белое, а это значит, что оно содержит все цвета видимого спектра. Солнце кажется оранжево-желтым, потому что испускаемый им синий свет имеет более короткую длину волны и рассеивается в атмосфере — тот же самый процесс делает небо голубым.

Астрономы, однако, называют Солнце «желтым карликом», потому что его цвета попадают в желто-зеленую часть электромагнитного спектра.

Эволюция Солнца

Солнце, хотя и поддерживает всю жизнь на нашей планете, не будет сиять вечно. Солнце существует уже около 4,5 миллиардов лет.

Процесс ядерного синтеза, который создает тепло и свет, которые делают возможной жизнь на нашей планете, также является процессом, который медленно изменяет состав Солнца. Благодаря ядерному синтезу Солнце постоянно расходует водород в своем ядре: каждую секунду Солнце превращает около 620 миллионов метрических тонн водорода в гелий.

На данном этапе жизни Солнца его ядро ​​примерно на 74% состоит из водорода. В течение следующих пяти миллиардов лет Солнце сожжет большую часть своего водорода, и гелий станет его основным источником топлива.

За эти пять миллиардов лет Солнце превратится из «желтого карлика» в «красного гиганта». Когда почти весь водород в солнечном ядре будет израсходован, ядро ​​сожмется и нагреется, увеличивая количество происходящего ядерного синтеза. Внешние слои солнца будут расширяться от этой дополнительной энергии.

Солнце расширится примерно в 200 раз по сравнению с текущим радиусом, поглотив Меркурий и Венеру.

Астрофизики спорят о том, расширится ли орбита Земли за пределы досягаемости Солнца или наша планета тоже будет поглощена Солнцем.

Когда солнце расширяется, оно распространяет свою энергию на большую площадь поверхности, что оказывает общее охлаждающее воздействие на звезду. Это охлаждение изменит видимый свет Солнца на красноватый цвет — красный гигант.

В конце концов, солнечное ядро ​​достигает температуры около 100 миллионов по шкале Кельвина (почти 100 миллионов градусов по Цельсию или 180 миллионов градусов по Фаренгейту), общепринятой научной шкале для измерения температуры. Когда он достигнет этой температуры, гелий начнет плавиться, образуя углерод, гораздо более тяжелый элемент. Это вызовет интенсивный солнечный ветер и другую солнечную активность, которая в конечном итоге сбросит все внешние слои Солнца. Фаза красных гигантов закончится. Останется только углеродное ядро ​​Солнца, и как «белый карлик» оно не будет создавать или излучать энергию.

Структура Солнца

Солнце состоит из шести слоев: ядра, радиационной зоны, конвективной зоны, фотосферы, хромосферы и короны.

Ядро

Солнечное ядро ​​ , более чем в тысячу раз больше Земли и более чем в 10 раз плотнее свинца, представляет собой огромную печь. Температура в ядре превышает 15,7 миллиона кельвинов (также 15,7 миллиона градусов по Цельсию или 28 миллионов градусов по Фаренгейту). Ядро простирается примерно на 25% радиуса Солнца.

Ядро — единственное место, где могут происходить реакции ядерного синтеза. Другие слои Солнца нагреваются от вырабатываемой там ядерной энергии. Протоны атомов водорода яростно сталкиваются и сливаются или соединяются вместе, образуя атом гелия.

Этот процесс, известный как цепная реакция PP (протон-протон), испускает огромное количество энергии. Энергия, выделяемая в течение одной секунды солнечного синтеза, намного больше, чем энергия, выделяемая при взрыве сотен тысяч водородных бомб.

Во время ядерного синтеза в ядре выделяются два типа энергии: фотоны и нейтрино. Эти частицы несут и излучают свет, тепло и энергию солнца. Фотоны — мельчайшие частицы света и других форм электромагнитного излучения. Нейтрино сложнее обнаружить, и на их долю приходится всего около двух процентов от общей энергии Солнца. Солнце постоянно излучает как фотоны, так и нейтрино во всех направлениях.

Радиационная зона

Радиационная зона Солнца начинается примерно с 25 процентов радиуса и простирается примерно до 70 процентов радиуса. В этой широкой зоне тепло от ядра резко остывает, с семи миллионов К до двух миллионов К.

В зоне излучения энергия передается в результате процесса, называемого тепловым излучением. Во время этого процесса фотоны, испущенные в ядре, проходят небольшое расстояние, поглощаются соседним ионом, высвобождаются этим ионом и снова поглощаются другим. Один фотон может продолжать этот процесс почти 200 000 лет!

Переходная зона: тахоклин

Между радиационной зоной и следующим слоем, конвективной зоной, находится переходная зона, называемая тахоклином. Эта область создана в результате дифференциального вращения Солнца.

Дифференциальное вращение происходит, когда разные части объекта вращаются с разной скоростью. Солнце состоит из газов, протекающих в разных слоях и на разных широтах по-разному. Например, экватор Солнца вращается намного быстрее, чем его полюса.

Скорость вращения солнца быстро меняется в тахоклине.

Конвективная зона

Примерно на 70% солнечного радиуса начинается конвективная зона. В этой зоне солнечная температура недостаточно высока для передачи энергии тепловым излучением. Вместо этого он передает тепло за счет тепловой конвекции через тепловые колонны.

Подобно воде, кипящей в горшке, или горячему воску в лавовой лампе, газы глубоко в конвективной зоне Солнца нагреваются и «кипятят» наружу, вдали от ядра Солнца, через тепловые столбы. Когда газы достигают внешних границ конвективной зоны, они остывают и погружаются обратно к основанию конвективной зоны, чтобы снова нагреться.

Фотосфера

Фотосфера – это ярко-желтая видимая «поверхность» Солнца. Толщина фотосферы составляет около 400 километров (250 миль), а температура достигает около 6000 К (5700 ° C, 10 300 ° F).

В фотосфере видны тепловые столбы конвекционной зоны, бурлящие, как кипящая овсянка. В мощные телескопы вершины колонн выглядят как гранулы, скопившиеся на солнце. Каждая гранула имеет яркий центр, представляющий собой горячий газ, поднимающийся по тепловому столбу. Темные края гранул — это холодный газ, спускающийся обратно по колонне на дно конвективной зоны.

Хотя вершины термальных столбов выглядят как маленькие гранулы, их диаметр обычно превышает 1000 километров (621 милю). Большинство тепловых столбцов существуют от восьми до 20 минут, прежде чем они растворяются и образуют новые столбцы. Существуют также «супергранулы», которые могут иметь диаметр до 30 000 километров (18 641 милю) и сохраняться до 24 часов.

Солнечные пятна, солнечные вспышки и солнечные протуберанцы формируются в фотосфере, хотя и являются результатом процессов и нарушений в других слоях Солнца.

Фотосфера: Солнечные пятна

Солнечное пятно — это именно то, на что это похоже, — темное пятно на солнце. Солнечное пятно образуется, когда интенсивная магнитная активность в конвективной зоне разрывает тепловой столб. В верхней части разорванной колонны (видимой в фотосфере) температура временно понижена, потому что до нее не доходят горячие газы.

Фотосфера: Солнечные вспышки

Процесс образования солнечных пятен открывает связь между короной (самым внешним слоем солнца) и его внутренней частью. Солнечная материя выбрасывается из этого отверстия в образованиях, называемых солнечными вспышками. Эти взрывы являются массовыми: в течение нескольких минут солнечные вспышки высвобождают эквивалент около 160 миллиардов мегатонн в тротиловом эквиваленте, или около шестой части всей энергии, выделяемой Солнцем за одну секунду.

Облака ионов, атомов и электронов вырываются из солнечных вспышек и достигают Земли примерно через два дня. Солнечные вспышки и солнечные протуберанцы способствуют космической погоде, которая может вызвать возмущения в атмосфере и магнитном поле Земли, а также нарушить работу спутниковых и телекоммуникационных систем.

Фотосфера: корональные выбросы массы

Корональные выбросы массы (КВМ) — это еще один тип солнечной активности, вызванный постоянным движением и возмущениями в магнитном поле Солнца. CME обычно образуются вблизи активных областей солнечных пятен, корреляция между ними не доказана. Причина CME все еще изучается, и предполагается, что нарушения в фотосфере или короне приводят к этим сильным солнечным взрывам.

Фотосфера: солнечный протуберанец

Солнечные протуберанцы представляют собой яркие петли солнечного вещества. Они могут врываться далеко в корональный слой Солнца, расширяясь на сотни километров в секунду. Эти изогнутые и скрученные элементы могут достигать сотен тысяч километров в высоту и ширину и сохраняться от нескольких дней до нескольких месяцев.

Солнечные протуберанцы холоднее короны и выглядят как более темные нити на фоне солнца. По этой причине они также известны как нити.

Фотосфера: солнечный цикл

Солнце не постоянно испускает солнечные пятна и солнечные выбросы; он проходит через цикл около 11 лет. Во время этого солнечного цикла меняется частота солнечных вспышек. Во время солнечных максимумов может быть несколько вспышек в день. Во время солнечных минимумов их может быть меньше одного в неделю.

Солнечный цикл определяется магнитными полями Солнца, которые вращаются вокруг Солнца и соединяются на двух полюсах. Каждые 11 лет магнитные поля меняются местами, вызывая нарушение, которое приводит к солнечной активности и солнечным пятнам.

Солнечный цикл может влиять на климат Земли. Например, ультрафиолетовый свет Солнца расщепляет кислород в стратосфере и укрепляет защитный озоновый слой Земли. Во время солнечного минимума ультрафиолетовых лучей мало, а это означает, что озоновый слой Земли временно истончен. Это позволяет большему количеству ультрафиолетовых лучей проникать в атмосферу Земли и нагревать ее.

Солнечная атмосфера

Солнечная атмосфера — самая горячая область Солнца. Он состоит из хромосферы, короны и переходной зоны, называемой солнечной переходной областью, которая соединяет их.

Солнечная атмосфера затемнена ярким светом, излучаемым фотосферой, и ее редко можно увидеть без специальных инструментов. Только во время солнечных затмений, когда Луна движется между Землей и Солнцем и скрывает фотосферу, эти слои можно увидеть невооруженным глазом.

Хромосфера

Розовато-красная хромосфера имеет толщину около 2000 километров (1250 миль) и пронизана струями горячего газа.

В нижней части хромосферы, где она соприкасается с фотосферой, температура Солнца самая низкая, около 4400 К (4100°C, 7500°F). Эта низкая температура придает хромосфере розовый цвет. Температура в хромосфере увеличивается с высотой и достигает 25 000 К (25 000 ° C, 45 000 ° F) на внешней границе области.

Хромосфера испускает струи горящих газов, называемых спикулами, похожие на солнечные вспышки. Эти огненные струйки газа тянутся из хромосферы, как длинные пылающие пальцы; обычно они имеют диаметр около 500 километров (310 миль). Спикулы существуют всего около 15 минут, но могут достигать тысячи километров в высоту, прежде чем разрушиться и раствориться.

Область солнечного перехода

Область солнечного перехода (STR) отделяет хромосферу от короны.

Ниже STR слои солнца контролируются и остаются разделенными благодаря гравитации, давлению газа и различным процессам обмена энергией. Выше STR движение и форма слоев гораздо более динамичны. В них преобладают магнитные силы. Эти магнитные силы могут привести в действие солнечные явления, такие как корональные петли и солнечный ветер.

Состояние гелия в этих двух регионах также имеет отличия. Ниже STR гелий частично ионизирован. Это означает, что он потерял электрон, но еще остался. В районе СТО гелий поглощает немного больше тепла и теряет свой последний электрон. Его температура достигает почти одного миллиона К (один миллион ° C, 1,8 миллиона ° F).

Корона

Корона – это тонкий внешний слой солнечной атмосферы, который может простираться на миллионы километров в космос. Газы в короне сгорают при температуре около одного миллиона k (один миллион ° C, 1,8 миллиона ° F) и движутся со скоростью около 145 километров (90 миль) в секунду.

Некоторые частицы достигают убегающей скорости 400 километров в секунду (249 миль в секунду). Они избегают гравитационного притяжения Солнца и становятся солнечным ветром. Солнечный ветер дует от Солнца к краю Солнечной системы.

Другие частицы образуют корональные петли. Корональные петли — это всплески частиц, которые возвращаются к ближайшему солнечному пятну.

Вблизи полюсов Солнца находятся корональные дыры. Эти области холоднее и темнее, чем другие области Солнца, и пропускают некоторые из самых быстро движущихся частей солнечного ветра.

Солнечный ветер

 Солнечный ветер – это поток чрезвычайно горячих заряженных частиц, выбрасываемых из верхних слоев атмосферы Солнца. Это означает, что каждые 150 миллионов лет Солнце теряет массу, равную массе Земли. Однако даже при такой скорости потери Солнце потеряло лишь около 0,01% своей общей массы из-за солнечного ветра.

Солнечный ветер дует во всех направлениях. Он продолжает двигаться с этой скоростью около 10 миллиардов километров (шесть миллиардов миль).

Некоторые частицы солнечного ветра скользят через магнитное поле Земли и попадают в ее верхние слои атмосферы около полюсов. Когда они сталкиваются с атмосферой нашей планеты, эти заряженные частицы заставляют атмосферу светиться цветом, создавая полярные сияния, красочные световые представления, известные как северное и южное сияние. Солнечные ветры также могут вызывать солнечные бури. Эти бури могут мешать работе спутников и выводить из строя электрические сети на Земле.

Солнечный ветер наполняет гелиосферу, массивный пузырь заряженных частиц, который окружает Солнечную систему.

Солнечный ветер в конце концов замедляется вблизи границы гелиосферы, на теоретической границе, называемой гелиопаузой. Эта граница отделяет вещество и энергию нашей Солнечной системы от вещества соседних звездных систем и межзвездной среды.

Межзвездная среда — пространство между звездными системами. Солнечный ветер, пройдя миллиарды километров, не может выйти за пределы межзвездной среды.

Изучение Солнца

Солнце не всегда было предметом научных открытий и исследований. На протяжении тысячелетий солнце было известно в культурах всего мира как бог, богиня и символ жизни.

Для древних ацтеков солнце было могущественным божеством, известным как Тонатиу, которому для путешествия по небу требовались человеческие жертвы. В балтийской мифологии солнце было богиней по имени Сауле, которая приносила плодородие и здоровье. Китайская мифология считала солнце единственным оставшимся из 10 богов солнца.

В 150 году нашей эры греческий ученый Клавдий Птолемей создал геоцентрическую модель Солнечной системы, в которой Луна, планеты и Солнце вращались вокруг Земли. Только в 16 веке польский астроном Николай Коперник использовал математические и научные рассуждения, чтобы доказать, что планеты вращаются вокруг Солнца. Этой гелиоцентрической моделью мы и пользуемся сегодня.

В 17 веке телескоп позволил людям детально рассмотреть солнце. Солнце слишком яркое, чтобы мы могли изучать его незащищенными глазами. С помощью телескопа впервые стало возможным спроецировать четкое изображение солнца на экран для изучения.

Английский ученый сэр Исаак Ньютон использовал телескоп и призму, чтобы рассеять солнечный свет, и доказал, что солнечный свет на самом деле состоит из спектра цветов.

В 1800 году было обнаружено, что инфракрасный и ультрафиолетовый свет существуют за пределами видимого спектра. Оптический прибор, называемый спектроскопом, позволил разделить видимый свет и другое электромагнитное излучение на различные длины волн. Спектроскопия также помогла ученым идентифицировать газы в солнечной атмосфере — каждый элемент имеет свою собственную структуру длины волны.

Однако способ, которым солнце генерировало свою энергию, оставался загадкой. Многие ученые выдвинули гипотезу, что Солнце сжимается и излучает тепло в результате этого процесса.

В 1868 году английский астроном Джозеф Норман Локьер изучал электромагнитный спектр Солнца. Он наблюдал яркие линии в фотосфере, длина волны которых не соответствовала ни одному известному элементу на Земле. Он догадался, что на Солнце есть элемент, изолированный от Солнца, и назвал его гелием в честь греческого бога солнца Гелиоса.

В течение следующих 30 лет астрономы пришли к выводу, что у Солнца есть горячее ядро ​​под давлением, способное производить огромное количество энергии посредством ядерного синтеза.

Технологии продолжали совершенствоваться и позволили ученым открыть новые особенности Солнца. Инфракрасные телескопы были изобретены в 1960-х годах, и ученые наблюдали энергию за пределами видимого спектра. Астрономы двадцатого века использовали воздушные шары и ракеты, чтобы отправить специализированные телескопы высоко над Землей и исследовать Солнце без каких-либо помех со стороны земной атмосферы.

Solrad 1  был первым космическим кораблем, предназначенным для изучения Солнца, и был запущен Соединенными Штатами в 1960 году. В то десятилетие НАСА отправило пять спутников Pioneer  на орбиту вокруг Солнца и собирает информацию о звезде.

В 1980 году НАСА запустило миссию во время солнечного максимума для сбора информации о высокочастотных гамма-лучах, ультрафиолетовых и рентгеновских лучах, испускаемых во время солнечных вспышек.

Солнечная и гелиосферная обсерватория ( SOHO ) был разработан в Европе и выведен на орбиту в 1996 году для сбора информации. SOHO успешно собирает данные и прогнозирует космическую погоду уже 12 лет.

«Вояджер-1»  и  2  – это космические корабли, направляющиеся к краю гелиосферы, чтобы узнать, из чего состоит атмосфера там, где солнечный ветер встречается с межзвездной средой. «Вояджер-1» пересек эту границу в 2012 году, а «Вояджер-2» – в 2018 году. Предполагается, что турбулентность конвективной зоны способствует солнечным волнам, которые непрерывно переносят солнечный материал во внешние слои солнца. Изучая эти волны, ученые больше узнают о недрах Солнца и причинах солнечной активности.

Энергия Солнца

Фотосинтез

Солнечный свет обеспечивает необходимый свет и энергию растениям и другим производителям в пищевой сети. Эти производители поглощают солнечное излучение и преобразуют его в энергию посредством процесса, называемого фотосинтезом.

Продуценты в основном растения (на суше) и водоросли (в водной среде). Они являются основой пищевой сети, и их энергия и питательные вещества передаются всем остальным живым организмам.

Ископаемое топливо

Фотосинтез также отвечает за все ископаемое топливо на Земле. Ученые подсчитали, что около трех миллиардов лет назад первые производители появились в водной среде. Солнечный свет позволил растениям развиваться и адаптироваться. После гибели растения разлагались и перемещались вглубь земли, иногда на тысячи метров. Этот процесс продолжался миллионы лет.

Под сильным давлением и высокими температурами эти останки превратились в то, что мы знаем как ископаемое топливо. Эти микроорганизмы превратились в нефть, природный газ и уголь.

Люди разработали процессы извлечения этих ископаемых видов топлива и использования их для получения энергии. Однако ископаемое топливо является невозобновляемым ресурсом. На их формирование уходят миллионы лет.

Технология солнечной энергии

Технология солнечной энергии использует солнечное излучение и преобразует его в тепло, свет или электричество.

Солнечная энергия – это возобновляемый ресурс, и многие технологии могут собирать ее непосредственно для использования в домах, на предприятиях, в школах и больницах. Некоторые технологии солнечной энергетики включают солнечные элементы и панели, солнечные тепловые коллекторы, солнечное тепловое электричество и солнечную архитектуру.

Фотогальваника использует солнечную энергию для ускорения электронов в солнечных батареях и выработки электроэнергии. Эта форма технологии широко используется и может обеспечивать электроэнергией сельские районы, крупные электростанции, здания и небольшие устройства, такие как парковочные счетчики и прессы для мусора.

Энергия солнца также может быть использована с помощью метода, называемого «концентрированной солнечной энергией», при котором солнечные лучи отражаются и усиливаются зеркалами и линзами. Усиленный луч солнечного света нагревает жидкость, которая создает пар и приводит в действие электрический генератор.

Солнечную энергию также можно собирать и распределять без использования машин или электроники. Например, крыши могут быть покрыты растительностью или окрашены в белый цвет, чтобы уменьшить количество тепла, поглощаемого зданием, тем самым уменьшая количество электроэнергии, необходимой для кондиционирования воздуха. Это солнечная архитектура.

Солнечного света в избытке: за один час атмосфера Земли получает достаточно солнечного света, чтобы удовлетворить потребности всех людей в электричестве в течение года. Однако солнечная технология стоит дорого, и ее эффективность зависит от солнечной и безоблачной местной погоды. Методы использования солнечной энергии все еще разрабатываются и совершенствуются.

Краткий факт

Подобно алмазу в небе
Белые карликовые звезды состоят из кристаллизованного углеродного алмаза. Типичный белый карлик весит около 10 миллиардов триллионов триллионов каратов. Примерно через 5 миллиардов лет, говорит Трэвис Меткалф из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, «Наше Солнце превратится в алмаз, который действительно будет вечным».

Краткий факт

Солнечная постоянная
Солнечная постоянная — это среднее количество солнечной энергии, достигающей атмосферы Земли. Солнечная постоянная составляет около 1,37 киловатта электроэнергии на квадратный метр.

Краткий факт

Solarmax
2013 год принесет следующий солнечный максимум (solarmax), период, который, по словам астрономов, принесет больше солнечных вспышек, корональных выбросов массы, солнечных бурь и полярных сияний.

Краткий факт

Солнце — самое одинокое число
Солнце находится довольно изолированно, на внутреннем крае Рукава Ориона Млечного Пути.