Содержание
Обитаемые планеты. Есть ли жизнь вне земли? Поиск внеземной жизни вместе с TV BRICS
Человечество давно мучают вопросы: одиноки мы во Вселенной и есть ли у нас братья по разуму?
Ученые активно изучают космос. Недавно советник NASA Эллен Стофан заявила, что в ближайшие 20 лет будут найдены доказательства существования жизни вне Земли. Мнение эксперта NASA подтверждают и теоретические исследования. Принцип Коперника гласит, что Вселенная в целом одинакова. Если какие-то процессы произошли на Земле, они могут повториться на остальных планетах. По гипотезе естественного отбора, жизнь может самостоятельно пройти путь от простых форм к сложным. Поэтому вероятно, что она зародилась и в других местах.
Признаки внеземной жизни
Чем же руководствуются ученые, когда ищут соседей по космосу или просто пригодную для обитания планету? Во-первых, учитывают наличие в ее верхнем слое пяти маркеров: озона, кислорода, метана, воды и углекислого газа.
Эти элементы говорят о том, что в мире происходят какие-то биологические процессы. Например, кислород выделяется растениями и нужен животным для дыхания. Вода в жидком виде делает возможным существование различных организмов. Найденные по отдельности вещества ни о чем не свидетельствуют. Но если все пять маркеров присутствуют на одной планете, да еще похожей на нашу, вероятность того, что она обитаема, будет высока. Второй признак наличия жизни вне Земли – своя звезда. Каждому миру необходим источник тепла и света. Планета должна вращаться не слишком близко к своему солнцу и не слишком далеко от него. При соблюдении этого условия она получает достаточно энергии, но не превращается в раскаленную пустыню. А вода будет находиться в жидком состоянии. Если мир газообразный, то удержаться на поверхности не получится. Третий момент, который учитывают исследователи, – твердое состояние планеты. Если у нее есть ядро и кора, шансы обнаружить жизнь вне Земли возрастают. Все объекты в космосе подвергаются мощному излучению.
Поэтому наличие магнитного поля – следующий признак обитаемой планеты во Вселенной. Оно удерживает атмосферу, которая дает защиту от радиации, поступающей от звезд.
Поиск внеземной жизни
Как ученые ищут перспективные планеты? Чтобы подтвердить существование жизни вне Земли как в виде простейших микроорганизмов, так и собратьев по разуму, используют различные способы. Одним из основных методов является исследование упавших метеоритов и верхних слоев атмосферы нашей планеты. Он дает много информации. В 1996 году в метеорите, упавшем с Марса, обнаружили окаменелости микробных форм. Ученые сделали вывод, что на нашем соседе по галактике когда-то существовала жизнь. Для изучения небесных тел применяют и автоматические межпланетные станции.
Они не нуждаются в пилоте и управляются с Земли. Какие задачи могут решить АМС? Фотосъемка поверхности, измерение температуры и магнитного поля, определение состава атмосферы, грунта.
Недостаток метода – его высокая стоимость.
Так как чаще АМС разрабатываются отдельными странами, без помощи других государств. Большие возможности предоставляет использование космических телескопов. Запущенный в 2009 году Кеплер помог ученым найти тысячи планет, которые находятся за пределами Солнечной системы. Такие миры из-за их удаленности называют экзопланетами. Большинство из них трудно заметить. Кеплер обнаруживает планету, когда она проходит перед своей звездой, вызывая небольшое падение яркости звезды. Прибор определяет орбиту небесного тела и даже его размер и массу. Второй телескоп – Джеймс Уэбб – дает возможность косвенно находить жизнь на экзопланетах. Он изучает состав атмосферы, ищет вещества-маркеры. Кроме известных нам 5 элементов, телескоп может обнаружить промышленные загрязнения. Считается, что они являются показателем существования развитой цивилизации. С 1971 года действует проект SETI – ученые пытаются обнаружить радиосигналы от других обитаемых планет во вселенной, также сами отправляют различные сообщения.
Таким образом, методов много, и они постоянно совершенствуются. Но, как ни странно, не все люди довольны поиском жизни вне Земли. Кто-то утверждает, что не обязательно найденные разумные существа будут мирными.
Наоборот, они могут попытаться захватить нашу планету. А активный розыск поможет им узнать местоположение Земли и подготовиться к вторжению. Нейропсихолог Габриэль де ла Торре говорит, что такие решения должны приниматься всей планетой, а не отдельными учеными. Он считает, что людям еще не хватает знаний, необходимых для общения с инопланетянами.
Сторонники поиска внеземной жизни приводят свои доводы. Современный мир загрязнен промышленными отходами. Возможно, скоро существование людей будет под угрозой. Кончаются ресурсы, их запас рассчитан только на ближайшие 200 лет. Что делать, когда будет не хватать воды или пищи? Выход – в переселении в новый мир.
Присутствие внеземной жизни будет признаком подходящего «дома».
Обитаемые планеты во вселенной
Ученые открыли несколько небесных тел, условно пригодных для человека.
При их исследовании учитывали наличие необходимых веществ, магнитного поля, верхнего воздушного слоя, температурный режим.
Кеплер 62e из созвездия Лиры
Стоит в самом начале списка. У планеты очень высокий индекс подобия Земле – 0,83 из 1.00. Вторая причина особого внимания к Кеплер 62e – огромное количество воды. Учитывая большой размер небесного тела и его близкое расположение к звезде, оно должно быть полностью покрыто океаном.
Площадь водного пространства по человеческим меркам сложно вообразить. Самый большой наш океан в этом мире станет незначительным участком на небесном теле. Кроме воды, для внеземной жизни важен свет. Солнце планеты дает в 5 раз меньше энергии. Поэтому даже днем на Кеплере 62е царят сумерки. Но климат достаточно комфортный: днем +30C, ночью от +20 до -10 C. Продолжительность полного круга вращения по орбите 122 дня. Планета в 1,5 раза взрослее Земли. Для развития каких-либо форм организмов это достаточный срок.
Шансы увеличивает и наличие атмосферы. Но проверить догадки сложно. От нас водный мир находится на расстоянии 1200 световых лет.
Kepler-452b из Млечного пути
Новый мир сразу прозвали «близнецом» Земли, ведь его индекс 0,84. Хоть он и является кандидатом в обитаемые планеты во Вселенной, сведений о нем достаточно мало. Год состоит из 386 суток. Точный вес объекта пока не определили. Вероятно, он в пять раз больше, чем у нашего мира. По объему полученной от звезды энергии астрономы рассчитали температуру в верхнем слое небесного тела. Она составляет около 29С. Возможно, объект имеет плотное ядро, выше которой находится вода. Не исключают и наличие вулканов. Чтобы проверить все гипотезы, необходимо отправить на планету специальную технику. Но это пока невозможно. Например, современному аппарату New Horizons для путешествия в одну сторону понадобится 550 миллионов лет. А космические телескопы, даже если брать недавно запущенный прибор имени Джеймса Уэбба, пока не дают точных сведений.
Глизе 581g из созвездия Весов
Открыл объект астрофизик Стивен Вогт. Он назвал его в честь любимой жены Зарминой. Небесное тело вращается вокруг Глизе 581. Индекс схожести с нашим миром 0,82. Год длится 37 суток. Рельеф планеты гористый, также есть вода и даже верхний воздушный слой. Но благоприятную картину портят большие колебания температуры. Выжить здесь сложно. Дело в том, что из-за особого расположения планеты относительно своей звезды на одной ее половине все время темно и -33 С, а освещенная сторона разогревается до +72 С. Такая разница температур может приводить к ураганам. В 2008 году, еще до открытия Зармины, ученый Рагбир Бхатал из Австралии сделал заявление. Он сказал, что наблюдал в этом районе короткие вспышки, похожие на свет лазера. Поэтому там может присутствовать внеземная жизнь. Другие специалисты пока не подтвердили его мнение.
Kaптeйн B из созвездия Живописца
Звезду, которая заменяет планете Солнце, еще в 19 веке открыл ученый из Голландии Якобус Корнелиус Каптейн.
Соответственно, названа она была в его честь. Ее спутник обнаружили только в 2014 году.
Индекс схожести с нашим миром – 0,67. Ученые считают объект еще одним кандидатом на присутствие жизни вне Земли. Догадку подтверждает и солидный возраст Kaптeйн B. Он составляет 11 милиардов лет.
Для развития организмов необходимо длительное время. Возможно, здесь найдут не только бактерии, но и внеземную разумную жизнь. Объект находится на оптимальном расстоянии от своей звезды, поэтому вода в его верхнем слое присутствует в жидком состоянии, миру хватает энергии. Teмпepaтуpa: +11 C днeм и -50 C в темное время суток. Время полного вращения по орбите составляет 48 дней. Радиус небесного тела не известен, а предполагаемая масса в 5 раз больше, чем у нашего мира. Чтобы свету добраться от нас до Kaптeйн B, понадобится 13 лет.
Тау Кита е из созвездия Кит
Планету открыли в 2012 году. Она находится на небольшом расстоянии от Солнечной системы – 12 световых лет.
Поэтому мы можем увидеть ее даже невооруженным взглядом. Индекс подобия нашему миру равен 0,78. Год состоит из 168 дней, а вес небесного тела в 4,3 больше Земли. Тау Кита е получает на 60% больше света, чем наша планета. Плотная облачная атмосфера хорошо прогревается. Ученые предполагают, что температура объекта – около 70 C. Поэтому вряд ли там обнаружат внеземную разумную жизнь. Но высокий нагрев позволяет выжить термофильным бактериям. Они могут обитать в горячей воде и на берегах водоемов. Планета находится на одной из первых строчек в списке на исследования. Несмотря на небольшую дистанцию между нами и Тау Кита е, послать миссию на планету пока невозможно. Даже если отправить современный аппарат Вояджер-1, путешествие займет 212 000 лет.
Kepler 22b между созвездиями Лиры и Лебедя
Это планета, которая вращается около звезды Kepler 22. Она дает меньше тепла, чем Солнце, но Kepler 22b располагается от нее на небольшом расстоянии.
Ученые предполагают, что при наличии атмосферы температура поверхности составляет комфортные 22 С. Если воздуха на планете не окажется, то около -11 C. Продолжительность года – 290 суток. Видимо, поэтому индекс подобия Земле у планеты достаточно высок: 0,71. Точную массу Кеплер 22b пока не определили. Но если эта планета действительно схожа с нашей, то местная гравитация создает для человечества много сложностей. Она в 2,4 раза больше, чем на Земле. В этом мире людям будет трудно даже просто сдвинуться с места. Планета находится от нас на расстоянии около 600 световых лет, поэтому точных сведений о ней мало. Некоторые астрономы говорят, что Кеплер 22b скорее напоминает Нептун, только с более теплым климатом. Если мнение верное, то планета выглядит как огромное водное пространство с небольшой твердой сердцевиной. Сверху мир покрыт большим слоем газов. Специалисты считают, что даже в этом случае планета может быть обитаемой.
Глизе 832 c из созвездия Журавль
Чтобы добраться до планеты, понадобится всего 16 световых лет.
Индекс подобия Земле высокий 0,81. По мнению ученых, в этом мире есть атмосфера и вода. По весу и радиусу объект немного меньше Солнца. Год составляет 35,7 суток.
Глизе 832 с получает столько же света и тепла, сколько и наш мир. Поэтому температура поверхности должна быть похожа на земную. Но она значительно меняется в зависимости от вращения планеты вокруг своей звезды. Возможна смена времен года. Средняя температура около -20 C. Плотность атмосферы не изучена. Если она выше предполагаемой, то и климат на планете жарче.
Это лишь примерный список обитаемых планет во Вселенной. На самом деле их количество значительно больше. Ученые постоянно ведут поиск внеземной жизни. Уже названо более тысячи миров, на которых могут существовать другие организмы. Но для подтверждения гипотез нужны новые, более современные инструменты. Поэтому серьезные открытия в этой области еще впереди.
Фото: unsplash.com, flickr.com, pixabay.com
Где может быть жизнь за пределами Земли
Существует ли жизнь за пределами Земли? Этот вопрос волнует ученых всего мира на протяжении не одного десятка лет.
И как показывают исследования, ответ ближе, чем кажется
Прочитать оригинал статьи заслуженного профессора астрономии Аризонского университета Криса Импи можно на сайте издания The Conversation.
Земля — пока единственное известное место обитания живых организмов. Но планет, пригодных для жизни, может быть гораздо больше. В настоящее время ученые всего мира сосредоточили свои усилия на исследовании суперземель.
Суперземля (или сверхземля) — это класс экзопланет, масса которых превышает массу Земли. Однако они значительно меньше газовых гигантов, таких как Нептун. Его масса, например, равна 1,0243 х 1026 кг, что составляет 17,147 масс Земли. Каждый день NASA ведет подсчет таких найденных космических объектов.
По данным на 12 октября 2022 года, астрономам удалось подтвердить существование более 5 тыс. экзопланет, а около 9 тыс. находятся в статусе кандидатов. Экзопланеты — планеты, которые вращаются вокруг звезд за пределами Солнечной системы. Летом 2022 года ученые выявили несколько необычных экзопланет с помощью телескопа NASA Transiting Exoplanet Survey.
Одна из них больше Земли на 30% и делает оборот вокруг своей звезды менее чем за три дня. Вторая — примерно в пять раз больше Земли и может быть покрыта водой. У них, по мнению астронома Криса Импи, есть шансы быть пригодными для жизни.
Просто найти, трудно потерять
Как отметил астроном, суперземли — идеальные объекты для поиска жизни по двум причинам.
- Ученые искали экзопланеты, которые вращаются вокруг самого распространенного вида звезд в Млечном Пути — красных карликовых звезд (также известных как карлики M). Эти звезды меньше и прохладнее Солнца, но очень долговечны. На каждую звезду, такую как Солнце, приходятся сотни карликовых звезд, а суперземли вращаются вокруг 40% таких звезд. Узнав этот факт, астрономы подсчитали, что в обитаемых зонах есть десятки миллиардов сверхземель, где может быть вода. Поскольку вода важна для существования живых организмов на Земле, она имеет решающее значение для обитаемости на других планетах.
- Суперземли легче обнаружить и изучить из-за их размеров.
Астрономы довольно редко наблюдают экзопланеты в телескопы. Большинство экзопланет фиксируют с помощью косвенных методов. Например, космический телескоп NASA «Кеплер» находит тысячи планет, наблюдая за «транзитами». Транзитный способ обнаружения планет основан на наблюдении за прохождением планеты на фоне звезды. Другие методы включают гравитационное линзирование, «метод колебания» и прямую визуализацию.
Астрономы довольно редко наблюдают экзопланеты в телескопы. Большинство экзопланет фиксируют с помощью косвенных методов. Например, космический телескоп NASA «Кеплер» находит тысячи планет, наблюдая за «транзитами». Транзитный способ обнаружения планет основан на наблюдении за прохождением планеты на фоне звезды. Другие методы включают гравитационное линзирование, «метод колебания» и прямую визуализацию.
Почему на суперземлях можно жить
На протяжении нескольких веков ученые и философы считали, что Земля — лучшее место из всех возможных миров. Такой точки зрения, например, придерживался немецкий философ Готфрид Вильгельм Лейбниц. Но со временем исследования астробиологов доказали, что Земля не совсем подходила для жизни. Климат планеты постоянно менялся из-за тектонической активности и изменений яркости Солнца. Большую часть своей истории Земля была непригодна для жизни людей и других крупных живых организмов. Но им удалось адаптироваться к суровым условиям: от низких температур до радиации.
Поэтому есть вероятность того, что живые организмы на других планетах также приспособились к условиям.
Ученые уже обнаружили не менее 20 сверхземель, которые теоретически более пригодны для жизни, чем планета Земля. Но какую планету можно считать благоприятной? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые разработали список определенных свойств, которыми она должна обладать. Среди них:
- планета геологически активна. Это свойство позволит содействовать биологической эволюции;
- на планете есть океаны;
- средняя температура воздуха — 25 °C;
- атмосфера толще, чем у Земли. Она выступает в качестве изоляционного одеяла;
- планета вращается вокруг звезды старше Солнца;
- у планеты сильное магнитное поле, защищающее от космического излучения.
Как будут искать жизнь на суперземлях
Поиск жизни на отдельных экзопланетах — процесс долгий и перспективный. Астрономам еще предстоит изучить атмосферу таких планет в поисках биосигнатур (химические и молекулярные ископаемые).
Помочь в этой работе должен космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба. Но с некоторым исключением. Как отметил астроном Крис Импи, аппарат создан до того, как астрономы обнаружили экзопланеты. В целом «Джеймс Уэбб» предназначен для подробного исследования объектов. На его борту расположены три прибора. Два из них работают в ближнем инфракрасном диапазоне, а третий — в более далеком. Наблюдения за экзопланетами вошло в задачи «Джеймса Уэбба», чтобы продемонстрировать возможность телескопа строить хорошие спектры атмосферы.
Однако этот аппарат, по мнению Импи, позволит получить лишь первичные данные о наблюдаемых объектах. Больше ответов человечество получит со следующим поколением гигантских наземных телескопов. Они пока находятся на стадии разработки.
Даже если ученые докажут, что какие-то планеты пригодны для жизни, это не значит, что они найдут на них признаки существования живых организмов. И когда таких доказательств не найдется, человечеству придется признать, что во Вселенной больше никого нет, уверен Импи.
Два близлежащих мира, похожих на Землю, найдены в идеальном месте для жизни, чтобы выжить: ScienceAlert
Экзопланеты находятся в обитаемой зоне для жизни. (Алехандро Суарес Маскареньо/IAC/NASA)
В поисках жизни на других планетах только что открылась пара многообещающих зацепок: астрономы идентифицировали два мира с земной массой, находящиеся в обитаемой зоне вокруг красного карлика под названием GJ 1002.
Обитаемая зона вокруг звезды находится золотая середина между планетой, слишком горячей или слишком холодной для поддержания жизни. Чтобы оказаться в этой зоне, планеты должны вращаться вокруг своей звезды на таком расстоянии, где теоретически на их поверхности может быть жидкая вода.
«GJ 1002 — красный карлик, масса которого составляет всего одну восьмую массы Солнца», — говорит астрофизик Вера Мария Пассенджер из Канарского института астрофизики (IAC) в Испании. «Это довольно холодная, тусклая звезда. Это означает, что ее обитаемая зона очень близка к звезде».
Представление художника о двух планетах с массой Земли, вращающихся вокруг звезды GJ 1002. (Алехандро Суарес Маскареньо/Инес Бонет/IAC) все ящики до сих пор — и всего в 16 световых годах от нашей Солнечной системы, они близки к тому, где мы находимся во Вселенной, с астрономической точки зрения.
Два прибора для наблюдения за космосом – ESPRESSO (спектрограф Echelle для скалистых экзопланет и стабильных спектроскопических наблюдений) и CARMENES (поиск карликов M с высоким разрешением в Калар-Альто с экзоземлями с помощью спектрографов Echelle в ближнем инфракрасном и оптическом диапазонах) – должны были использоваться в тандеме. обнаружить звезду и ее планеты.
Это потому, что слабый свет, исходящий от GJ 1002, требовал инструментов высокой чувствительности и точности, чтобы распознать его сигнатуры. Исследовательская группа использовала 139 спектроскопических наблюдений (измерения радиации в дальнем космосе), проведенных в период с 2017 по 2021 год, чтобы обнаружить планеты.
Пока что мы мало что знаем об этих небесных телах, кроме их местонахождения. GJ 1002b находится ближе всего к своей звезде, и ему требуется чуть более 10 дней, чтобы совершить полный оборот по орбите; GJ 1002c находится дальше, с периодом обращения чуть более 20 дней.
Хорошей новостью является то, что относительно близкое расположение GJ 1002b и GJ 1002c означает, что легче проводить более подробные наблюдения. Следующим шагом будет оценка их атмосферы на основе либо света, который они отражают, либо тепла, которое они излучают.
«Будущий спектрограф ANDES для телескопа ELT в ESO, в работе которого участвует IAC, мог бы изучать присутствие кислорода в атмосфере GJ 1002c», — говорит астрофизик Джонай И. Гонсалес Эрнандес из IAC.
Сейчас мы достигли в общей сложности 5000 экзопланет — планет за пределами нашей Земли, — которые были обнаружены. По мере совершенствования телескопов и алгоритмов обработки данных мы можем обнаруживать объекты меньшего размера и дальше от Земли.
Благодаря этим усовершенствованиям в технологии мы приближаемся к возможности измерять химические признаки жизни на этих далеких планетах, даже несмотря на то, что они находятся на расстоянии световых лет в космосе.
«Кажется, природа стремится показать нам, что планеты, подобные Земле, очень распространены», — говорит астрофизик Алехандро Суарес Маскареньо из IAC. «С этими двумя мы теперь знаем семь в планетных системах, расположенных совсем близко от Солнца».
Исследование опубликовано в журнале Астрономия и астрофизика .
Новая теория предполагает, что происхождение жизни на планетах, подобных Земле, вероятно
В новой статье утверждается, что широко принятая теория астрофизика Брэндона Картера использует ошибочную логику.
Согласно недавней статье профессора математики из Университета Арканзаса, существование жизни на Земле является доказательством того, что абиогенез на планетах, похожих на Землю, является относительно простым , опровергая вывод «аргумента Картера».
Дает ли наличие жизни на Земле какое-либо представление о вероятности того, что абиогенез — процесс, в ходе которого жизнь впервые возникает из неорганических веществ, — происходит где-то еще? Это вопрос, который некоторое время ставит в тупик ученых, а также всех, кто склонен над ним задумываться.
Дэниел Уитмайр. Предоставлено: Университет Арканзаса
Астрофизик Брэндон Картер делает общепринятое утверждение о том, что эффект отбора нашего собственного существования ограничивает нашу способность наблюдать. Нельзя сделать вывод о вероятности существования жизни в другом месте на основании того факта, что мы должны были оказаться на планете, где происходил абиогенез.
Он утверждал, что понимание жизни на этой земле имеет в лучшем случае нейтральную ценность. Другой способ взглянуть на это — сказать, что, поскольку Земля не была выбрана случайным образом из группы всех земноподобных планет, ее нельзя рассматривать как типичную земноподобную планету.
Однако в недавней статье астрофизика на пенсии и преподавателя математики из Университета Арканзаса Дэниела Уитмайра утверждается, что логика Картера ошибочна. Уитмайр утверждает, что теория Картера страдает от «проблемы старых доказательств» в байесовской теории подтверждения, которая используется для обновления теории или гипотезы в свете новых доказательств, несмотря на то, что она получила широкое признание.
Приведя несколько примеров того, как эта формула используется для расчета вероятностей и какую роль играют старые свидетельства, Уитмайр обращается к тому, что он называет аналогией концепции.
Как он объясняет: «Можно утверждать, как Картер, что я существую независимо от того, было ли мое представление сложным или легким, и поэтому нельзя сделать вывод о том, было ли мое представление сложным или легким, только из моего существования».
В этой аналогии использовались «жесткие» средства контрацепции. «Легко» означает, что контрацепция не использовалась.
В каждом случае Уитмайр присваивает значения этим предложениям.
Уитмайр продолжает: «Однако мое существование — старое доказательство, и с ним следует обращаться соответствующим образом. Когда это сделано, вывод состоит в том, что гораздо более вероятно, что мое зачатие было легким. В интересующем нас случае абиогенеза то же самое. Существование жизни на Земле является старым доказательством, и, как и в аналогии с концепцией, вероятность того, что абиогенез является легким, гораздо более вероятна».
Другими словами, свидетельства существования жизни на Земле не имеют нейтральной ценности для обоснования существования жизни на подобных планетах. Таким образом, наша жизнь предполагает, что жизнь с большей вероятностью может возникнуть на других планетах, подобных Земле, — может быть, даже на недавней планете типа «суперземля», LP 890-9b, обнаруженной в 100 световых годах от нас.
Ссылка: «Абиогенез: пересмотр аргумента Картера», Дэниел П. Уитмайр, 23 сентября 2022 г.