basang lupa

Noong Enero 2020, iniulat ng NASA na natuklasan ng TESS spacecraft ang kauna-unahang exoplanet na kasinglaki ng Earth na maaaring tirahan na umiikot sa isang bituin na humigit-kumulang 100 light-years ang layo.

Ang planeta ay bahagi TOI 700 system (Ang TOI ay nangangahulugang TESS Mga bagay ng interes) ay isang maliit, medyo malamig na bituin, ibig sabihin, isang dwarf ng spectral class M, sa konstelasyon na Goldfish, na may halos 40% lamang ng masa at laki ng ating Araw at kalahati ng temperatura ng ibabaw nito.

Object na pinangalanan TOI 700 d at isa sa tatlong planeta na umiikot sa gitna nito, ang pinakamalayo mula rito, na dumadaan sa isang landas sa paligid ng isang bituin tuwing 37 araw. Matatagpuan ito sa ganoong kalayuan mula sa TOI 700 para sa teoryang mapanatiling nakalutang ang likidong tubig, na matatagpuan sa habitable zone. Tumatanggap ito ng humigit-kumulang 86% ng enerhiya na ibinibigay ng ating Araw sa Earth.

Gayunpaman, ipinakita ng mga environmental simulation na ginawa ng mga mananaliksik gamit ang data mula sa Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) na ang TOI 700 d ay maaaring kumilos nang ibang-iba sa Earth. Dahil umiikot ito kasabay ng bituin nito (ibig sabihin ang isang bahagi ng planeta ay palaging nasa liwanag ng araw at ang isa naman ay nasa dilim), ang paraan ng pagbuo ng mga ulap at ang pag-ihip ng hangin ay maaaring maging kakaiba para sa atin.

1. Paghahambing ng Earth at TOI 700 d, na may visualization ng sistema ng mga kontinente ng Earth sa isang exoplanet

Kinumpirma ng mga astronomo ang kanilang pagtuklas sa tulong ng NASA. Spitzer Space Telescopena katatapos lang ng aktibidad nito. Sa una, ang Toi 700 ay napagkamalan bilang mas mainit, na pinaniniwalaan ng mga astronomo na ang lahat ng tatlong planeta ay masyadong magkalapit at samakatuwid ay masyadong mainit upang suportahan ang buhay.

Sinabi ni Emily Gilbert, isang miyembro ng koponan ng Unibersidad ng Chicago, sa pagtatanghal ng pagtuklas. -

Inaasahan ng mga mananaliksik na sa hinaharap, ang mga tool tulad ng James Webb Space Telescopena plano ng NASA na ilagay sa kalawakan sa 2021, matutukoy nila kung may atmosphere ang mga planeta at mapag-aaralan nila ang komposisyon nito.

Ang mga mananaliksik ay gumamit ng computer software upang hypothetical na pagmomodelo ng klima planeta TOI 700 d. Dahil hindi pa alam kung anong mga gas ang maaaring nasa atmospera nito, nasubok ang iba't ibang mga opsyon at senaryo, kabilang ang mga opsyon na nagpapalagay sa modernong kapaligiran ng Earth (77% nitrogen, 21% oxygen, methane at carbon dioxide), ang malamang na komposisyon Ang atmospera ng Daigdig 2,7 bilyong taon na ang nakalilipas (karamihan ay methane at carbon dioxide) at maging ang kapaligiran ng Martian (maraming carbon dioxide), na malamang na umiral doon 3,5 bilyong taon na ang nakalilipas.

Mula sa mga modelong ito, natuklasan na kung ang kapaligiran ng TOI 700 d ay naglalaman ng kumbinasyon ng methane, carbon dioxide, o singaw ng tubig, maaaring matirhan ang planeta. Ngayon ang koponan ay kailangang kumpirmahin ang mga hypotheses na ito gamit ang nabanggit na teleskopyo ng Webb.

Kasabay nito, ang mga simulation ng klima na isinagawa ng NASA ay nagpapakita na ang atmospera ng Earth at ang presyon ng gas ay hindi sapat upang hawakan ang likidong tubig sa ibabaw nito. Kung ilalagay natin ang parehong dami ng greenhouse gases sa TOI 700 d tulad ng sa Earth, ang temperatura sa ibabaw ay magiging mas mababa pa rin sa zero.

Ang mga simulation ng lahat ng kalahok na koponan ay nagpapakita na ang klima ng mga planeta sa paligid ng maliliit at madilim na bituin gaya ng TOI 700, gayunpaman, ay ibang-iba sa nararanasan natin sa ating Earth.

Kagiliw-giliw na balita

Karamihan sa nalalaman natin tungkol sa mga exoplanet, o mga planeta na umiikot sa solar system, ay nagmumula sa kalawakan. Na-scan nito ang kalangitan mula 2009 hanggang 2018 at natagpuan ang mahigit 2600 planeta sa labas ng ating solar system.

Pagkatapos ay ipinasa ng NASA ang baton ng pagtuklas sa TESS(2) probe, na inilunsad sa kalawakan noong Abril 2018 sa unang taon ng operasyon nito, gayundin ang siyam na raang hindi pa nakumpirmang mga bagay ng ganitong uri. Sa paghahanap ng mga planeta na hindi alam ng mga astronomo, ang obserbatoryo ay magsaliksik sa buong kalangitan, na nakakita ng sapat na 200 XNUMX. ang pinakamaliwanag na mga bituin.

2. Transit satellite para sa paggalugad ng exoplanet

Gumagamit ang TESS ng serye ng mga wide angle camera system. Ito ay may kakayahang pag-aralan ang masa, laki, density at orbit ng isang malaking grupo ng mga menor de edad na planeta. Gumagana ang satellite ayon sa pamamaraan malayong paghahanap para sa pagbaba ng liwanag potensyal na tumuturo sa mga planetary transits - ang pagpasa ng mga bagay sa orbit sa harap ng mga mukha ng kanilang magulang na mga bituin.

Ang huling ilang buwan ay isang serye ng mga lubhang kawili-wiling pagtuklas, bahagyang salamat sa medyo bagong obserbatoryo sa kalawakan, bahagyang sa tulong ng iba pang mga instrumento, kabilang ang mga nakabatay sa lupa. Sa mga linggo bago ang aming pagpupulong sa kambal ng Earth, lumabas ang balita tungkol sa pagkatuklas ng isang planeta na umiikot sa dalawang araw, tulad ng Tatooine mula sa Star Wars!

TOI planeta 1338 b natagpuan XNUMX light years ang layo, sa konstelasyon ng Artist. Ang laki nito ay nasa pagitan ng laki ng Neptune at Saturn. Ang bagay ay nakakaranas ng regular na mutual eclipses ng mga bituin nito. Umiikot sila sa isa't isa sa labinlimang araw na cycle, ang isa ay mas malaki kaysa sa ating Araw at ang isa ay mas maliit.

Noong Hunyo 2019, lumabas ang impormasyon na literal na natuklasan ang dalawang terrestrial-type na planeta sa aming likod-bahay sa kalawakan. Iniulat ito sa isang artikulo na inilathala sa journal Astronomy and Astrophysics. Ang parehong mga site ay matatagpuan sa isang perpektong zone kung saan maaaring mabuo ang tubig. Malamang na mayroon silang mabatong ibabaw at umiikot sa Araw, na kilala bilang bituin ng Tigarden (3), na matatagpuan 12,5 light years lamang mula sa Earth.

- sabi ng pangunahing may-akda ng pagtuklas, Matthias Zechmeister, Research Fellow, Institute of Astrophysics, University of Göttingen, Germany. -

3. Teegarden star system, visualization

Sa turn, umiikot sa paligid ang nakakaintriga na hindi kilalang mundo na natuklasan ng TESS noong Hulyo UCAC star4 191-004642, pitumpu't tatlong light-years mula sa Earth.

Planetary system na may host star, na may label na ngayon bilang TOI 270, naglalaman ng hindi bababa sa tatlong planeta. Isa sa kanila, TOI 270 p, bahagyang mas malaki kaysa sa Earth, ang dalawa pa ay mini-Neptunes, na kabilang sa isang klase ng mga planeta na wala sa ating solar system. Ang bituin ay malamig at hindi masyadong maliwanag, mga 40% na mas maliit at mas maliit kaysa sa Araw. Ang temperatura sa ibabaw nito ay humigit-kumulang dalawang-katlo na mas mainit kaysa sa ating sariling stellar na kasama.

Ang solar system na TOI 270 ay matatagpuan sa konstelasyon ng Artist. Ang mga planeta na bumubuo dito ay umiikot na napakalapit sa bituin na ang kanilang mga orbit ay maaaring magkasya sa kasamang satellite system ng Jupiter (4).

4. Paghahambing ng TOI 270 system sa Jupiter system

Ang karagdagang paggalugad ng sistemang ito ay maaaring magbunyag ng mga karagdagang planeta. Ang mga nag-oorbit na mas malayo sa Araw kaysa sa TOI 270 d ay maaaring sapat na malamig upang humawak ng likidong tubig at sa kalaunan ay magbibigay ng buhay.

TESS nagkakahalaga ng mas malapitan tingnan

Sa kabila ng medyo malaking bilang ng mga pagtuklas ng maliliit na exoplanet, karamihan sa kanilang mga magulang na bituin ay nasa pagitan ng 600 at 3 metro ang layo. light-years mula sa Earth, masyadong malayo at masyadong madilim para sa mga detalyadong obserbasyon.

Hindi tulad ng Kepler, ang pangunahing pokus ng TESS ay ang paghahanap ng mga planeta sa paligid ng pinakamalapit na kapitbahay ng araw na may sapat na liwanag upang maobserbahan ngayon at mamaya sa iba pang mga instrumento. Mula Abril 2018 hanggang sa kasalukuyan, natuklasan na ng TESS mahigit 1500 kandidatong planeta. Karamihan sa kanila ay higit sa dalawang beses ang laki ng Earth at tumatagal ng mas mababa sa sampung araw sa pag-orbit. Bilang isang resulta, sila ay tumatanggap ng higit na init kaysa sa ating planeta, at sila ay masyadong mainit para sa likidong tubig na umiral sa kanilang ibabaw.

Ito ay likidong tubig na kailangan upang ang exoplanet ay maging matitirahan. Ito ay nagsisilbing breeding ground ng mga kemikal na maaaring makipag-ugnayan sa isa't isa.

Sa teorya, pinaniniwalaan na ang mga kakaibang anyo ng buhay ay maaaring umiral sa mga kondisyon ng mataas na presyon o napakataas na temperatura - tulad ng kaso sa mga extremophile na matatagpuan malapit sa mga hydrothermal vent, o may mga mikrobyo na nakatago halos isang kilometro sa ilalim ng West Antarctic ice sheet.

Gayunpaman, ang pagtuklas ng mga naturang organismo ay naging posible sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga tao ay direktang nakapag-aral sa matinding mga kondisyon kung saan sila nakatira. Sa kasamaang palad, hindi sila ma-detect sa malalim na kalawakan, lalo na sa layo na maraming light years.

Ang paghahanap ng buhay at maging ang tirahan sa labas ng ating solar system ay ganap na nakadepende pa rin sa malayong pagmamasid. Ang mga nakikitang likidong ibabaw ng tubig na lumilikha ng mga potensyal na kanais-nais na mga kondisyon para sa buhay ay maaaring makipag-ugnayan sa atmospera sa itaas, na lumilikha ng malayuang na-detect na mga biosignature na nakikita gamit ang mga teleskopyo na nakabase sa lupa. Ang mga ito ay maaaring mga komposisyon ng gas na kilala mula sa Earth (oxygen, ozone, methane, carbon dioxide at water vapor) o mga bahagi ng sinaunang kapaligiran ng Earth, halimbawa, 2,7 bilyong taon na ang nakakaraan (pangunahin ang methane at carbon dioxide, ngunit hindi oxygen). ).

Sa paghahanap ng isang lugar na "tama lang" at ang planetang naninirahan doon

Mula nang matuklasan ang 51 Pegasi b noong 1995, mahigit XNUMX exoplanet ang natukoy. Ngayon alam natin na sigurado na ang karamihan sa mga bituin sa ating kalawakan at uniberso ay napapalibutan ng mga planetary system. Ngunit ilang dosenang exoplanet lamang ang natagpuan ang mga potensyal na matitirahan na mundo.

Ano ang dahilan kung bakit matitirahan ang isang exoplanet?

Ang pangunahing kondisyon ay ang nabanggit na likidong tubig sa ibabaw. Upang ito ay maging posible, una sa lahat kailangan natin itong solidong ibabaw, i.e. mabatong lupangunit din ang kapaligiran, at sapat na siksik upang lumikha ng presyon at maimpluwensyahan ang temperatura ng tubig.

Kailangan mo rin tamang bituinna hindi naglalabas ng masyadong maraming radiation sa planeta, na nagpapalipad sa atmospera at sumisira sa mga buhay na organismo. Ang bawat bituin, kabilang ang ating Araw, ay patuloy na naglalabas ng malalaking dosis ng radiation, kaya walang alinlangan na ito ay magiging kapaki-pakinabang para sa pagkakaroon ng buhay upang maprotektahan ang sarili mula rito. isang magnetic fieldbilang ginawa ng likidong metal core ng Earth.

Gayunpaman, dahil maaaring may iba pang mga mekanismo upang maprotektahan ang buhay mula sa radiation, ito ay isang kanais-nais na elemento lamang, hindi isang kinakailangang kondisyon.

Ayon sa kaugalian, interesado ang mga astronomo mga zone ng buhay (ecospheres) sa mga sistema ng bituin. Ito ang mga rehiyon sa paligid ng mga bituin kung saan pinipigilan ng umiiral na temperatura ang tubig sa patuloy na pagkulo o pagyeyelo. Madalas pinag-uusapan ang lugar na ito. "Zlatovlaski Zone"dahil “tama lang sa buhay”, na tumutukoy sa mga motif ng isang sikat na kuwentong pambata (5).

5. Ang sona ng buhay sa paligid ng bituin

At ano ang alam natin sa ngayon tungkol sa mga exoplanet?

Ang mga pagtuklas na ginawa hanggang sa kasalukuyan ay nagpapakita na ang pagkakaiba-iba ng mga planetary system ay napakalaki. Ang tanging mga planeta na alam namin tungkol sa tatlong dekada na ang nakakaraan ay nasa solar system, kaya naisip namin na ang mga maliliit at solidong bagay ay umiikot sa mga bituin, at sa malayo lamang mula sa kanila ay mayroong espasyo na nakalaan para sa malalaking gas na planeta.

Gayunpaman, lumabas na walang "mga batas" tungkol sa lokasyon ng mga planeta. Nakatagpo kami ng mga higanteng gas na halos kumakamot sa kanilang mga bituin (tinatawag na mainit na Jupiters), pati na rin ang mga compact system ng medyo maliliit na planeta gaya ng TRAPPIST-1 (6). Minsan ang mga planeta ay gumagalaw sa napaka-sira-sira na mga orbit sa paligid ng mga binary na bituin, at mayroon ding mga "wandering" na mga planeta, na malamang na inilabas mula sa mga batang sistema, na malayang lumulutang sa interstellar void.

6. Visualization ng mga planeta ng TRAPPIST-1 system

Kaya, sa halip na malapit na pagkakatulad, nakikita natin ang malaking pagkakaiba-iba. Kung nangyari ito sa antas ng system, kung gayon bakit ang mga kondisyon ng exoplanet ay dapat maging katulad ng lahat ng alam natin mula sa agarang kapaligiran?

At, mas mababa pa, bakit dapat ang mga anyo ng hypothetical na buhay ay katulad ng mga alam natin?

Super kategorya

Batay sa data na nakolekta ni Kepler, noong 2015 isang NASA scientist ang nakalkula na ang ating kalawakan mismo ay may bilyong planetang parang EarthI. Maraming astrophysicist ang nagbigay-diin na ito ay isang konserbatibong pagtatantya. Sa katunayan, ang karagdagang pananaliksik ay nagpakita na ang Milky Way ay maaaring tahanan 10 bilyong planeta sa daigdig.

Ang mga siyentipiko ay hindi nais na umasa lamang sa mga planeta na natagpuan ni Kepler. Ang paraan ng pagbibiyahe na ginamit sa teleskopyo na ito ay mas angkop para sa pag-detect ng malalaking planeta (gaya ng Jupiter) kaysa sa mga planetang kasing laki ng Earth. Nangangahulugan ito na ang data ni Kepler ay malamang na niloloko ang bilang ng mga planeta tulad ng sa amin.

Naobserbahan ng sikat na teleskopyo ang maliliit na pagbaba sa liwanag ng isang bituin na dulot ng isang planeta na dumaraan sa harapan nito. Naiintindihan ng mga malalaking bagay na humaharang ng mas maraming liwanag mula sa kanilang mga bituin, na ginagawang mas madaling makita ang mga ito. Ang pamamaraan ni Kepler ay nakatuon sa maliliit, hindi sa pinakamaliwanag na mga bituin, na ang masa nito ay halos isang-katlo ng masa ng ating Araw.

Ang teleskopyo ng Kepler, bagama't hindi masyadong mahusay sa paghahanap ng mga maliliit na planeta, ay nakahanap ng medyo malaking bilang ng mga tinatawag na super-Earths. Ito ang pangalan ng mga exoplanet na may mass na mas malaki kaysa sa Earth, ngunit mas mababa kaysa sa Uranus at Neptune, na 14,5 at 17 beses na mas mabigat kaysa sa ating planeta, ayon sa pagkakabanggit.

Kaya, ang terminong "super-Earth" ay tumutukoy lamang sa masa ng planeta, ibig sabihin ay hindi ito tumutukoy sa mga kondisyon sa ibabaw o matitirahan. Mayroon ding alternatibong terminong "gas dwarfs". Ayon sa ilan, maaaring ito ay mas tumpak para sa mga bagay sa itaas na bahagi ng mass scale, bagaman ang isa pang termino ay mas karaniwang ginagamit - ang nabanggit na "mini-Neptune".

Ang unang super-Earths ay natuklasan Alexander Volshchan i Dalea Fraila sa paligid pulsar PSR B1257+12 noong 1992. Ang dalawang panlabas na planeta ng sistema ay poltergeysti fobetor - mayroon silang masa na humigit-kumulang apat na beses ang masa ng Earth, na napakaliit para maging mga higanteng gas.

Ang unang super-Earth sa paligid ng isang pangunahing sequence star ay natukoy ng isang team na pinamumunuan ni Ilog Eugenioy noong 2005. Umiikot ito sa paligid Gliese 876 at natanggap ang pagtatalaga Gliese 876 d (Nauna, natuklasan ang dalawang higanteng gas na kasing laki ng Jupiter sa sistemang ito). Ang tinatayang masa nito ay 7,5 beses ang masa ng Earth, at ang panahon ng rebolusyon sa paligid nito ay napakaikli, mga dalawang araw.

Mayroong kahit na mas mainit na mga bagay sa super-Earth class. Halimbawa, natuklasan noong 2004 55 Si Kankri ay, na matatagpuan apatnapung light-years ang layo, ay umiikot sa bituin nito sa pinakamaikling cycle ng anumang kilalang exoplanet - 17 oras at 40 minuto lamang. Sa madaling salita, ang isang taon sa 55 Cancri e ay tumatagal ng mas mababa sa 18 oras. Ang exoplanet ay umiikot nang halos 26 beses na mas malapit sa bituin nito kaysa sa Mercury.

Ang kalapitan sa bituin ay nangangahulugan na ang ibabaw ng 55 Cancri e ay parang loob ng isang blast furnace na may temperatura na hindi bababa sa 1760°C! Ang mga bagong obserbasyon mula sa Spitzer Telescope ay nagpapakita na ang 55 Cancri e ay may mass na 7,8 beses na mas malaki at isang radius na bahagyang higit sa dalawang beses kaysa sa Earth. Iminumungkahi ng mga resulta ng Spitzer na humigit-kumulang isang-ikalima ng masa ng planeta ay dapat na binubuo ng mga elemento at light compound, kabilang ang tubig. Sa ganitong temperatura, nangangahulugan ito na ang mga sangkap na ito ay nasa "supercritical" na estado sa pagitan ng likido at gas at maaaring umalis sa ibabaw ng planeta.

Ngunit ang mga super-Earth ay hindi palaging napakaligaw. Noong nakaraang Hulyo, natuklasan ng isang internasyonal na pangkat ng mga astronomo na gumagamit ng TESS ang isang bagong exoplanet na katulad nito sa konstelasyon na Hydra, mga tatlumpu't isang light-years mula sa Earth. Ang item ay minarkahan bilang GJ 357 d (7) dalawang beses ang diameter at anim na beses ang masa ng Earth. Ito ay matatagpuan sa panlabas na gilid ng residential area ng bituin. Naniniwala ang mga siyentipiko na maaaring mayroong tubig sa ibabaw ng super-Earth na ito.

sabi niya Diana Kosakovskat Research Fellow sa Max Planck Institute for Astronomy sa Heidelberg, Germany.

7. Planet GJ 357 d - visualization

Ang isang sistema sa orbit sa paligid ng isang dwarf star, halos isang-katlo ang laki at masa ng ating sariling Araw at 40% na mas malamig, ay dinadagdagan ng mga terrestrial na planeta. GJ 357 b at isa pang super earth GJ 357 s. Ang pag-aaral ng system ay nai-publish noong Hulyo 31, 2019 sa journal Astronomy and Astrophysics.

Noong nakaraang Setyembre, iniulat ng mga mananaliksik na ang isang bagong natuklasang super-Earth, 111 light-years ang layo, ay "ang pinakamahusay na kandidato ng tirahan na kilala sa ngayon." Natuklasan noong 2015 ng teleskopyo ng Kepler. K2-18b (8) ibang-iba sa ating planeta. Ito ay may higit sa walong beses ang mass nito, ibig sabihin, ito ay isang higanteng yelo tulad ng Neptune o isang mabatong mundo na may siksik, mayaman sa hydrogen na kapaligiran.

Ang orbit ng K2-18b ay pitong beses na mas malapit sa bituin nito kaysa sa distansya ng Earth mula sa Araw. Gayunpaman, dahil ang bagay ay umiikot sa isang madilim na pulang M dwarf, ang orbit na ito ay nasa isang zone na posibleng pabor sa buhay. Ang mga paunang modelo ay hinuhulaan na ang mga temperatura sa K2-18b ay mula -73 hanggang 46°C, at kung ang bagay ay may halos kaparehong reflectivity gaya ng Earth, ang average na temperatura nito ay dapat na katulad ng sa atin.

– sabi ng isang astronomer mula sa University College London sa isang press conference, Angelos Ciaras.

Ang hirap maging parang lupa

Ang Earth analog (tinatawag ding Earth twin o Earth-like planet) ay isang planeta o buwan na may mga kondisyong pangkapaligiran na katulad ng makikita sa Earth.

Ang libu-libong exoplanetary star system na natuklasan sa ngayon ay iba sa ating solar system, na nagpapatunay sa tinatawag na rare earth hypothesisI. Gayunpaman, itinuturo ng mga pilosopo na ang uniberso ay napakalaki na sa isang lugar ay dapat mayroong isang planeta na halos magkapareho sa atin. Posible na sa malayong hinaharap posible na gamitin ang teknolohiya upang artipisyal na makakuha ng mga analogue ng Earth sa pamamagitan ng tinatawag na. . Uso ngayon teoryang multiteorya iminumungkahi din nila na ang isang makalupang katapat ay maaaring umiral sa ibang uniberso, o maging ibang bersyon ng Earth mismo sa isang parallel na uniberso.

Noong Nobyembre 2013, iniulat ng mga astronomo na, batay sa data mula sa teleskopyo ng Kepler at iba pang mga misyon, maaaring mayroong hanggang 40 bilyong planeta na kasing laki ng Earth sa habitable zone ng mga sun-like star at red dwarf sa Milky Way galaxy.

Ipinakita ng istatistikal na pamamahagi na ang pinakamalapit sa kanila ay maaaring alisin sa amin nang hindi hihigit sa labindalawang light years. Sa parehong taon, ilang mga kandidato na natuklasan ni Kepler na may diameter na mas mababa sa 1,5 beses ang radius ng Earth ay nakumpirma na mga orbit na bituin sa habitable zone. Gayunpaman, noong 2015 lamang inihayag ang unang malapit-sa-Earth na kandidato - egzoplanetę Kepler-452b.

Ang posibilidad ng paghahanap ng Earth analog ay higit sa lahat ay nakasalalay sa mga katangian na gusto mong matulad. Mga pamantayan ngunit hindi ganap na kundisyon: laki ng planeta, grabidad sa ibabaw, laki at uri ng parent star (i.e. solar analog), distansya at katatagan ng orbital, axial tilt at rotation, katulad na heograpiya, presensya ng mga karagatan, atmospera at klima, malakas na magnetosphere . .

Kung umiral ang kumplikadong buhay doon, maaaring saklawin ng kagubatan ang karamihan sa ibabaw ng planeta. Kung umiral ang matalinong buhay, maaaring maging urbanisado ang ilang lugar. Gayunpaman, ang paghahanap para sa eksaktong pagkakatulad sa Earth ay maaaring mapanlinlang dahil sa napaka-espesipikong mga pangyayari sa Earth at sa paligid, halimbawa, ang pagkakaroon ng Buwan ay nakakaapekto sa maraming phenomena sa ating planeta.

Ang Planetary Habitability Laboratory sa Unibersidad ng Puerto Rico sa Arecibo ay nag-compile kamakailan ng isang listahan ng mga kandidato para sa Earth analogues (9). Kadalasan, ang ganitong uri ng pag-uuri ay nagsisimula sa laki at masa, ngunit ito ay isang ilusyon na pamantayan, na ibinigay, halimbawa, Venus, na malapit sa amin, na halos kapareho ng laki ng Earth, at kung anong mga kondisyon ang nananaig dito. , ito ay kilala.

9. Promising exoplanets - potensyal na analogues ng Earth, ayon sa Planetary Habitability Laboratory

Ang isa pang madalas na binanggit na pamantayan ay ang Earth analogue ay dapat na may katulad na geology sa ibabaw. Ang pinakamalapit na kilalang mga halimbawa ay ang Mars at Titan, at habang may mga pagkakatulad sa mga tuntunin ng topograpiya at komposisyon ng mga layer sa ibabaw, mayroon ding mga makabuluhang pagkakaiba, tulad ng temperatura.

Pagkatapos ng lahat, maraming mga materyales sa ibabaw at anyong lupa ang lumitaw lamang bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan sa tubig (halimbawa, clay at sedimentary rock) o bilang isang by-product ng buhay (halimbawa, limestone o karbon), pakikipag-ugnayan sa kapaligiran, aktibidad ng bulkan. , o interbensyon ng tao.

Kaya, ang isang tunay na analogue ng Earth ay dapat malikha sa pamamagitan ng mga katulad na proseso, pagkakaroon ng isang kapaligiran, mga bulkan na nakikipag-ugnayan sa ibabaw, likidong tubig, at ilang anyo ng buhay.

Sa kaso ng atmospera, ipinapalagay din ang greenhouse effect. Sa wakas, ginagamit ang temperatura sa ibabaw. Ito ay naiimpluwensyahan ng klima, na kung saan ay naiimpluwensyahan naman ng orbit at pag-ikot ng planeta, na bawat isa ay nagpapakilala ng mga bagong variable.

Ang isa pang pamantayan para sa isang perpektong analogue ng nagbibigay-buhay na lupa ay na ito ay dapat orbit sa paligid ng solar analog. Gayunpaman, ang elementong ito ay hindi maaaring ganap na makatwiran, dahil ang isang kanais-nais na kapaligiran ay may kakayahang magbigay ng lokal na hitsura ng maraming iba't ibang uri ng mga bituin.

Halimbawa, sa Milky Way, karamihan sa mga bituin ay mas maliit at mas madilim kaysa sa Araw. Isa sa kanila ang nabanggit kanina TRAPPIST-1, ay matatagpuan sa layong 10 light years sa konstelasyon ng Aquarius at humigit-kumulang 2 beses na mas maliit at 1. beses na mas maliwanag kaysa sa ating Araw, ngunit mayroong hindi bababa sa anim na terrestrial na planeta sa habitable zone nito. Ang mga kundisyong ito ay maaaring mukhang hindi kanais-nais para sa buhay tulad ng alam natin, ngunit ang TRAPPIST-XNUMX ay malamang na may mas mahabang buhay sa hinaharap kaysa sa ating bituin, kaya ang buhay ay mayroon pa ring maraming oras upang umunlad doon.

Sinasaklaw ng tubig ang 70% ng ibabaw ng Earth at itinuturing na isa sa mga kondisyong bakal para sa pagkakaroon ng mga anyo ng buhay na kilala sa atin. Malamang, ang mundo ng tubig ay isang planeta Kepler-22b, na matatagpuan sa habitable zone ng isang mala-araw na bituin ngunit mas malaki kaysa sa Earth, ang aktwal na komposisyon ng kemikal nito ay nananatiling hindi alam.

Isinagawa noong 2008 ng isang astronomer Michaela Meyerat mula sa Unibersidad ng Arizona, ang mga pag-aaral ng cosmic dust sa paligid ng mga bagong nabuong bituin tulad ng Araw ay nagpapakita na sa pagitan ng 20 at 60% ng mga analogue ng Araw ay mayroon tayong katibayan ng pagbuo ng mga mabatong planeta sa mga prosesong katulad ng mga na humantong sa pagbuo ng Earth.

Sa 2009 lungsod Alan Boss mula sa Carnegie Institute of Science ay iminungkahi na sa ating kalawakan lamang ang Milky Way ay maaaring umiral 100 bilyong planetang parang lupah.

Noong 2011, napagpasyahan ng Jet Propulsion Laboratory (JPL) ng NASA, batay din sa mga obserbasyon mula sa misyon ng Kepler, na humigit-kumulang 1,4 hanggang 2,7% ng lahat ng mga bituing tulad ng araw ay dapat mag-orbit sa mga planetang kasing laki ng Earth sa mga habitable zone. Nangangahulugan ito na maaaring mayroong 2 bilyong kalawakan sa Milky Way galaxy lamang, at kung ipagpalagay na ang pagtatantya na ito ay totoo para sa lahat ng mga kalawakan, maaaring mayroong 50 bilyong mga kalawakan sa nakikitang uniberso. 100 quintillion.

Noong 2013, iminungkahi ng Harvard-Smithsonian Center para sa Astrophysics, gamit ang isang istatistikal na pagsusuri ng karagdagang data ng Kepler, na mayroong hindi bababa sa 17 bilyong planeta ang laki ng Earth - nang hindi isinasaalang-alang ang kanilang lokasyon sa mga lugar ng tirahan. Nalaman ng isang pag-aaral noong 2019 na ang mga planetang kasing laki ng Earth ay maaaring mag-orbit sa isa sa anim na bituin na parang araw.

Pattern sa pagkakahawig

Ang Earth Similarity Index (ESI) ay isang iminungkahing sukatan ng pagkakatulad ng isang planetary object o natural na satellite sa Earth. Dinisenyo ito sa isang sukat mula sa zero hanggang isa, kung saan ang Earth ay nagtalaga ng halaga ng isa. Ang parameter ay inilaan upang mapadali ang paghahambing ng mga planeta sa malalaking database.

Ang ESI, na iminungkahi noong 2011 sa journal Astrobiology, ay pinagsasama ang impormasyon tungkol sa radius, density, bilis, at temperatura ng ibabaw ng isang planeta.

Ang website na pinananatili ng isa sa mga may-akda ng artikulo noong 2011, Abla Mendes mula sa Unibersidad ng Puerto Rico, ay nagbibigay ng kanyang mga kalkulasyon ng index para sa iba't ibang mga exoplanetary system. Ang ESI Mendesa ay kinakalkula gamit ang formula na ipinapakita sa paglalarawan 10kung saan ang x_i sila_i0 ay ang mga katangian ng extraterrestrial body na may kaugnayan sa Earth, v_i ang weighted exponent ng bawat property at ang kabuuang bilang ng mga property. Ito ay itinayo sa batayan Index ng pagkakatulad ng Bray-Curtis.

Ang bigat na itinalaga sa bawat ari-arian, w_i, ay anumang opsyon na maaaring mapili upang i-highlight ang ilang partikular na feature kaysa sa iba, o upang makamit ang ninanais na index o ranking threshold. Kinakategorya din ng website kung ano ang inilalarawan nito bilang posibilidad na mabuhay sa mga exoplanet at exo-moon ayon sa tatlong pamantayan: lokasyon, ESI, at mungkahi ng posibilidad na panatilihin ang mga organismo sa food chain.

Bilang resulta, ipinakita, halimbawa, na ang pangalawang pinakamalaking ESI sa solar system ay kabilang sa Mars at 0,70. Ang ilan sa mga exoplanet na nakalista sa artikulong ito ay lumampas sa figure na ito, at ang ilan ay natuklasan kamakailan Tigarden b mayroon itong pinakamataas na ESI sa anumang kumpirmadong exoplanet, sa 0,95.

Kapag pinag-uusapan natin ang mga exoplanet na tulad ng Earth at matitirahan, hindi natin dapat kalimutan ang posibilidad ng mga habitable exoplanet o satellite exoplanet.

Ang pagkakaroon ng anumang natural na extrasolar satellite ay hindi pa nakumpirma, ngunit noong Oktubre 2018 si Prof. David Kipping inihayag ang pagtuklas ng isang potensyal na exomoon na umiikot sa bagay Kepler-1625b.

Ang malalaking planeta sa solar system, tulad ng Jupiter at Saturn, ay may malalaking buwan na mabubuhay sa ilang aspeto. Dahil dito, iminungkahi ng ilang siyentipiko na ang malalaking extrasolar na planeta (at binary na mga planeta) ay maaaring may katulad na malalaking satellite na maaaring matirhan. Ang isang buwan na may sapat na masa ay may kakayahang suportahan ang isang parang Titan na atmospera pati na rin ang likidong tubig sa ibabaw.

Ang partikular na interes sa bagay na ito ay ang napakalaking extrasolar na planeta na kilala na nasa habitable zone (gaya ng Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b, at HD 37124 c) dahil posibleng magkaroon sila ng mga natural na satellite na may likidong tubig sa ibabaw.

Buhay sa paligid ng pula o puting bituin?

Gamit ang halos dalawang dekada ng pagtuklas sa mundo ng mga exoplanet, nagsimula na ang mga astronomo na bumuo ng isang larawan kung ano ang maaaring hitsura ng isang matitirahan na planeta, bagaman karamihan ay nakatuon sa kung ano ang alam na natin: isang planeta na parang Earth na umiikot sa isang dilaw na dwarf. atin. Ang Araw, na inuri bilang isang G-type na pangunahing sequence na bituin. At ano ang tungkol sa mas maliliit na pulang M-star, kung saan marami pa sa ating Galaxy?

Ano kaya ang magiging tahanan natin kung ito ay umiikot sa isang red dwarf? Ang sagot ay medyo Earth-like, at higit sa lahat ay hindi Earth-like.

Mula sa ibabaw ng gayong haka-haka na planeta, una sa lahat ay makikita natin ang isang napakalaking araw. Tila isa at kalahati hanggang tatlong beses na higit pa kaysa sa nakikita natin ngayon, dahil sa lapit ng orbit. Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang araw ay magliliwanag na pula dahil sa mas malamig na temperatura nito.

Ang mga pulang dwarf ay dalawang beses na mas mainit kaysa sa ating Araw. Sa una, ang gayong planeta ay maaaring mukhang isang maliit na dayuhan sa Earth, ngunit hindi nakakagulat. Ang mga tunay na pagkakaiba ay makikita lamang kapag napagtanto natin na karamihan sa mga bagay na ito ay umiikot kasabay ng bituin, kaya ang isang panig ay laging nakaharap sa bituin nito, tulad ng ginagawa ng ating Buwan sa Earth.

Nangangahulugan ito na ang kabilang panig ay nananatiling talagang madilim, dahil wala itong access sa isang mapagkukunan ng liwanag - hindi katulad ng Buwan, na bahagyang naiilaw ng Araw mula sa kabilang panig. Sa katunayan, ang pangkalahatang palagay ay ang bahagi ng planeta na nanatili sa walang hanggang liwanag ng araw ay masusunog, at yaong bumulusok sa walang hanggang gabi ay magyeyelo. Gayunpaman... hindi dapat ganoon.

Sa loob ng maraming taon, pinasiyahan ng mga astronomo ang rehiyon ng red dwarf bilang lugar ng pangangaso ng Earth, sa paniniwalang ang paghahati sa planeta sa dalawang ganap na magkaibang bahagi ay hindi gagawing hindi matitirahan ang alinman sa mga ito. Gayunpaman, napansin ng ilan na ang mga mundo sa atmospera ay magkakaroon ng isang tiyak na sirkulasyon na magiging sanhi ng pag-iipon ng makapal na ulap sa maaraw na bahagi upang maiwasan ang matinding radiation mula sa pagsunog sa ibabaw. Ang mga umiikot na agos ay magpapamahagi din ng init sa buong planeta.

Bilang karagdagan, ang pagpapalapot ng atmospera na ito ay maaaring magbigay ng mahalagang proteksyon sa araw laban sa iba pang mga panganib sa radiation. Ang mga batang red dwarf ay napakaaktibo sa unang ilang bilyong taon ng kanilang aktibidad, na nagpapalabas ng mga flare at ultraviolet radiation.

Ang makapal na ulap ay malamang na protektahan ang potensyal na buhay, bagaman ang mga hypothetical na organismo ay mas malamang na magtago nang malalim sa mga planetary na tubig. Sa katunayan, naniniwala ang mga siyentipiko ngayon na ang radiation, halimbawa, sa hanay ng ultraviolet, ay hindi nakakasagabal sa pag-unlad ng mga organismo. Pagkatapos ng lahat, ang maagang buhay sa Earth, kung saan nagmula ang lahat ng mga organismo na kilala natin, kabilang ang homo sapiens, ay nabuo sa ilalim ng mga kondisyon ng malakas na radiation ng UV.

Ito ay tumutugma sa mga kundisyong tinatanggap sa pinakamalapit na Earth-like exoplanet na kilala natin. Sinasabi ng mga astronomo mula sa Cornell University na ang buhay sa Earth ay nakaranas ng mas malakas na radiation kaysa sa nalalaman Proxima-b.

Ang Proxima-b, na matatagpuan 4,24 light-years lamang mula sa solar system at ang pinakamalapit na parang Earth na mabatong planeta na alam natin (bagaman halos wala tayong alam tungkol dito), ay tumatanggap ng 250 beses na mas maraming X-ray kaysa sa Earth. Maaari rin itong makaranas ng nakamamatay na antas ng ultraviolet radiation sa ibabaw nito.

Ang mga kondisyong tulad ng Proxima-b ay naisip na umiiral para sa TRAPPIST-1, Ross-128b (halos labing-isang light-years mula sa Earth sa constellation Virgo) at LHS-1140 b (apatnapung light-years mula sa Earth sa constellation na Cetus). mga sistema.

Nababahala ang iba pang mga pagpapalagay paglitaw ng mga potensyal na organismo. Dahil ang isang dark red dwarf ay maglalabas ng mas kaunting liwanag, ipinapalagay na kung ang planeta na umiikot dito ay naglalaman ng mga organismo na kahawig ng ating mga halaman, kailangan nilang sumipsip ng liwanag sa mas malawak na hanay ng mga wavelength para sa photosynthesis, na nangangahulugan na ang "exoplanets" ay maaaring maging halos itim sa aming opinyon (Tingnan din: ). Gayunpaman, nararapat na mapagtanto dito na ang mga halaman na may kulay maliban sa berde ay kilala rin sa Earth, na bahagyang naiiba ang pagsipsip ng liwanag.

Kamakailan lamang, ang mga mananaliksik ay naging interesado sa isa pang kategorya ng mga bagay - mga puting dwarf, na katulad ng laki sa Earth, na hindi mahigpit na mga bituin, ngunit lumikha ng isang medyo matatag na kapaligiran sa kanilang paligid, na nagpapalabas ng enerhiya para sa bilyun-bilyong taon, na ginagawa silang nakakaintriga na mga target para sa. pananaliksik sa exoplanetary. .

Ang kanilang maliit na sukat at, bilang isang resulta, ang malaking signal ng transit ng isang posibleng exoplanet ay ginagawang posible upang obserbahan ang mga potensyal na mabato na mga planetary atmosphere, kung mayroon man, gamit ang mga bagong henerasyong teleskopyo. Nais ng mga astronomo na gamitin ang lahat ng binuo at nakaplanong obserbatoryo, kabilang ang James Webb telescope, terrestrial Napakalaking teleskopyopati kinabukasan Pinagmulan, HabEx i LUVUARkung sila ay bumangon.

May isang problema sa kamangha-manghang lumalawak na larangang ito ng pananaliksik, pananaliksik at paggalugad ng exoplanet, na hindi gaanong mahalaga sa ngayon, ngunit isa na maaaring maging mahigpit sa oras. Kaya, kung, salamat sa parami nang parami ng mga advanced na instrumento, sa wakas ay nakatuklas tayo ng isang exoplanet - ang kambal ng Earth na nakakatugon sa lahat ng mga kumplikadong kinakailangan, na puno ng tubig, hangin at temperatura nang tama, at ang planetang ito ay magmumukhang "libre" , pagkatapos ay walang teknolohiya na nagpapahintulot na lumipad doon sa ilang makatwirang oras, napagtatanto na maaari itong maging isang pagdurusa.

Ngunit, sa kabutihang palad, wala pa kaming ganoong problema.