сколько планет в нашей галактике пригодных для жизни
Сколько обитаемых планет может существовать в нашей галактике?
Ученые не могут сказать точно, сколько именно галактик существует во Вселенной. На данный момент они предполагают, что их насчитывается около двух триллионов. Наша планета находится в галактике Млечный путь, в Солнечной системе. И сегодня Земля — единственная известная ученым обитаемая планета. Но некоторые из них уверены, что жизнь может существовать и на многих других галактиках, просто мы еще не настолько развиты, чтобы ее обнаружить. Ведь во Вселенной явно есть множество похожих на Солнце звезд, рядом с которыми вполне могли образоваться похожие на Землю планеты с водой и другими необходимыми для жизни компонентами. Недавно астрономы изучили полученные при помощи телескопа «Кеплер» данные в надежде посчитать количество потенциально обитаемых планет в галактике Млечный путь. Им это удалось и полученное число поражает воображение.
Это наша галактика Млечный путь
Что такое телескоп «Кеплер»?
Космическая обсерватория «Кеплер» был разработан аэрокосмическим агентством NASA и запущен в 2009 году. Аппарат наблюдал за 0,25% площади всей небесной сферы. Прямо сейчас можете протянуть руку перед собой и посмотреть на небо — ваша ладонь закроет примерно такую же площадь небесного пространства. В 2018 году у аппарата закончилось топливо и он перестал работать. Но собранных данных хватило, чтобы открыть 2800 планет, находящихся за пределами Солнечной системы. И это только объекты, существование которых было подтверждено в ходе других исследований. Ученые предполагают существование еще нескольких тысяч далеких планет, но им пока не удалось собрать достаточное количество доказательств.
Космический телескоп «Кеплер»
Жизнь на других планетах
Чтобы выяснить, сколько пригодных для жизни планет может существовать в Млечном пути, ученые занялись поиском звезд, похожих на наше Солнце. Таким образом, их интересовали карлики с температурой поверхности от 4500 до 6000 градусов Цельсия. Множество из обнаруженных «Кеплером» планет находятся в зонах обитаемости своих солнц. Зоной обитаемости принято называть пространство вокруг звезды, в котором сохраняются пригодные для зарождения жизни условия. То есть там не слишком жарко и не слишком холодно, что позволяет возникнуть жидкой воде. Вблизи таких звезд ученых интересовали планеты, которые по размерам и структуре максимально похожи на нашу Землю.
Расположение Солнечной системы внутри галактики Млечный путь
Приняв во внимание, что телескоп «Кеплер» рассматривал только 0,25% площади небесной сферы, ученые пришли к выводу, что внутри нашей галактики существует около 300 миллионов похожих на Солнце звезд. И каждая из них может иметь хотя бы одну потенциально пригодную для жизни планету. Важно отметить, что примерно 3-4 из этих солнечных систем могут находиться в 30 световых годах от нас. Относительно Вселенной это очень небольшое расстояние. Возможно, через несколько лет нам удастся обнаружить на них жизнь, но на данный момент нам явно до этого далеко.
Как выглядят инопланетяне?
Итак, ученые считают, что в галактике Млечный путь может существовать примерно 300 миллионов пригодных для жизни планет. Звучит как нечто фантастическое — трудно представить, насколько много живых организмов на них может обитать. И ведь они явно не похожи на то, к чему мы привыкли. Они могут обладать совершенно непонятными нам органами и выглядеть далеко не так, как нам показывают в фильмах. Внешний вид и особенности организмов инопланетных существ должны разниться в зависимости от того, в каких условиях им приходится жить. Ведь даже человеческий род подстраивался под окружающие условия. Самый простой пример — это то, что наши предки не умели ходить на двух ногах, а мы уже не можем представить себе жизнь без прямохождения.
Кадр из фильма «Инопланетянин» 1982 года
Выводы ученых интригуют, но чтобы доказать их правдивость, ученым нужно невообразимое количество времени. Считается, что для изучения находящихся далеко планет необходимо следить за каждым из них как минимум по 3 года. При нынешнем уровне развитии технологий на это может потребоваться более тысячи лет.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Впрочем, есть надежда на то, что внеземные цивилизации намного разумнее нас и они сами нас найдут. Недавно моя коллега Любовь Соковикова рассказала о том, как аэрокосмическое агентство NASA отправило в космос карту, по которой инопланетяне смогут нас найти. Подробнее об этом событии можно почитать в этом материале. Остается надеяться, что инопланетяне прилетят к нам с миром и не будут пытаться нас завоевать.
Сколько потенциально пригодных для жизни планет в нашей Галактике?
В ясную ночь, в отсутствии светового загрязнения мы с лёгкостью можем увидеть несколько тысяч звёзд в ночном небе. Однако, то что мы видим – это всего лишь небольшая часть от общего числа звёзд, существующих в нашей Галактике.
Что ещё более поразительно так это то, что большинство из них имеют свою собственную систему планет. И, естественно, возникает вопрос: так сколько же всего планет? Безусловно, это число должно быть огромным!
Итак, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать наши знания и произвести определённые вычисления исходя из некоторых предположений. Замечу, что несмотря на обнаружение тысяч экзопланет (планет за пределами Солнечной системы), достаточно хорошо мы изучили лишь нашу систему. Поэтому, вполне возможно, что число планет в других звёздных системах будет меньше, а возможно, наоборот – намного больше, чем в нашей.
Итак, давайте предположим, что восемь планет, которые существуют в пределах нашей Солнечной системы (без учета карликовых планет, кентавров и других относительно крупных тел) представляют собой среднее значение. Далее нам понадобится умножить это число на количество звёзд, находящихся в пределах Млечного Пути.
Количество звёзд
Стоит отметить, что фактическое количество звёзд в Млечном Пути является предметом некоторого спора. По существу, астрономы не могут посчитать их число непосредственно и вынуждены делать приближённые оценки. Это происходит из-за того, что мы не можем посмотреть на Млечный Путь со стороны, и учитывая тот факт, что наша Галактика имеет форму спирали с перемычкой, нам довольно трудно увидеть звёзды находящиеся с другой стороны галактики.
Таким образом, оценка количества звёзд сводится к расчётам массы нашей Галактики, а также оценки того, какая часть этой массы приходится на звёзды. Исходя из этих данных, учёные подсчитали, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 миллиардов звёзд (хотя некоторые думают, что это число может достигать одного триллиона).
Таким образом мы можем сказать, что галактика Млечный Путь содержит в среднем от 800 миллиардов до 3,2 триллионов планет! Однако для того, чтобы определить, сколько из них являются пригодными для жизни, мы должны учесть количество экзопланет обнаруженных на сегодняшний день.
Обитаемые экзопланеты
По состоянию на октябрь 2018 года, астрономами подтверждено существование 3851 экзопланет. Некоторые из этих планет наблюдаются непосредственно, в процессе, известном как прямая визуализация. Тем не менее, подавляющее большинство планет было обнаружено косвенным образом с помощью метода радиальных скоростей и метода транзитов.
В случае радиальных скоростей, существование планет определяется на основе наличия гравитационного влияния, которое они оказывают на их родительскую звезду. По существу, астрономы измеряют качения звезды, тем самым определяя имеется ли на её орбите планета (или система планет) и насколько она массивна. В случае метода транзита, планеты обнаруживают, когда они проходят непосредственно перед своей звездой, уменьшая тем самым её яркость.
Космический телескоп «Кеплер» и открытая им планетарная система в представлении художника. Авторы и права: NASA Goddard Space Flight Center.
В ходе своей миссии, космический телескоп “Кеплер” наблюдал за 150 000 звёзд, которые в ходе его первоначальной четырёхлетней миссии являлись в основном звёздами М-класса. Также известные как красные карлики, эти маломассивные и тусклые звёзды довольно трудно наблюдать.
После того как “Кеплер” в ноябре 2013 года перешёл к своей второй фазе, также известной как K2, он приступил к исследованию более крупных и почти таких же ярких, как и наше Солнце звёзд, относящихся к K- и G-классу.
Согласно данным недавнего исследования, проведённого сотрудниками НАСА, около 24% звёзд M-класса, обнаруженных “Кеплером”, могут иметь на своей орбите потенциально пригодные для жизни планеты, максимальный радиус которых примерно в полтора раза больше земного.
В то же время, анализ фазы K2 предполагает, что около одной четверти из больших звёзд также могут иметь землеподобные планеты. Взятые вместе, звёзды этих трёх типов составляют около 70% от имеющихся в пределах Млечного Пути. Таким образом, число потенциально обитаемых планет начинается с отметки в 17 миллиардов!
Космический телескоп TESS. Credit: NASA.
В ближайшие годы, новые инструменты такие как космический телескоп “Джеймса Уэбба” (JWST) и космический телескоп TESS смогут обнаруживать меньшие планеты, вращающиеся вокруг тусклых звёзд, и, возможно, даже определять, есть ли жизнь на какой-либо из них.
Данные этих миссий предоставят нам более точные оценки общего количества планет, что в свою очередь поможет нам произвести более точные оценки числа потенциально обитаемых планет. Однако даже если число таковых уменьшится в десятки раз, шансы на существование внеземного разума останутся довольно высокими!
НАСА: количество пригодных для жизни планет в нашей галактике гораздо меньше, чем принято считать
Как известно, обитаемой зоной вокруг звезды считается область, где вода может существовать в жидком состоянии на поверхности планеты. Тем не менее, одной воды недостаточно, нужны и другие факторы, которые в комплексе и создают благоприятные условия для появления жизни. Команда ученых из НАСА уточнила эти условия, что привело к лучшему пониманию того, где искать.
После запуска космического телескопа «Кеплер» в 2009 году ученые сразу же стали искать экзопланеты. При помощи космической обсерватории астрономам удалось обнаружить тысячи таких объектов, что позволило подсчитать общее количество землеподобных планет в Млечном пути. Согласно расчетам их около 40 млрд, в основном они вращаются вокруг звезд, похожих на Солнце и вокруг красных карликов.
Поскольку мы знаем лишь земную жизнь, логично, что ученые посчитали наиболее вероятным появление жизни там, где есть условия, похожие на земные. А это означает присутствие жидкой воды и вообще подобие экзопланеты, которая может считаться условно пригодной для жизни, нашей собственной планете.
Но, конечно, идеально было бы обнаружить экзопланеты, где может возникнуть сложная жизнь, многоклеточные организмы. И здесь уже просто жидкой воды недостаточно. Необходимы и другие факторы, как и было указано выше. К примеру, слишком много углекислого или угарного газа означает невозможность появления сложной жизни в том виде, в котором мы ее знаем.
Эдвард Швитерман из НАСА вместе с коллегами пересмотрели условия, при которых определенную область в системе звезда-планеты можно назвать пригодной для жизни. Если учесть необходимость наличия не слишком высокой концентрации оксидов углерода, то обитаемая зона должна быть примерно на три четверти уже предыдущих вычислений. «Наше исследование серьезным образом повлияет на зону, где стоит искать индикаторы сложной жизни вне нашей Солнечной системы», — говорит специалист.
Совсем без углекислого газа обойтись нельзя — его должно быть достаточно для того, чтобы повышать температуру окружающей среды, достаточную для существования воды. Концентрация его, однако, может быть разной или меняться в ходе развития планеты — как это было с Землей. Но как бы там ни было, поближе к Солнцу концентрация углекислоты и угарного газа может быть не очень большой — и как раз в этом случае может возникнуть сложная многоклеточная жизнь.
А вот в середине или на внешнем краю обитаемой зоны, размер которой был просчитан ранее, концентрация этих газов для поддержания существования воды должна быть более высокой. И это уже не подходит для появления сложной жизни.
Стоит привести наглядный пример — планету Kepler-62f. Она часто упоминается как достойный кандидат для существования жизни. Эта планета в три раза тяжелее Земли, она находится от своей звезды примерно на таком же расстоянии, как Венера в нашей системе. Но поскольку звезда в той системе не слишком яркая, то количество излучения, которое достигает Kepler-62f, примерно равно тому количеству излучения, что получает Марс.
Да, если на Kepler-62f будет достаточно высокая концентрация углекислого газа, то парниковый эффект теоретически может привести к повышению температуры и к появлению воды. Но в этом случае углекислого газа должно быть в 1000 раз больше, чем на Земле в любой момент ее истории. А это не подходит для многоклеточных сложных организмов.
По мнению современных ученых, в прошлом Земли случались моменты, когда концентрация углекислого газа поднималась в разы. И эти моменты связывают с массовым вымиранием живых организмов. Специалисты считают, что толерантность организмов к углекислоте имеет свои пределы, и это нужно обязательно учитывать при поиске кандидатов на землеподобные планеты, где есть условия для жизни. Kepler-62f в итоге может и не быть таким уж хорошим вариантом, как считалось ранее.
Проблему для жизни также составляет и угарный газ. По мнению Швитермана и коллег, на планетах, которые вращаются вокруг относительно прохладных звезд угарного газа должно быть много, и это — негативный фактор, который снижает вероятность появления жизни на таких планетах.
В итоге астрономы пришли к выводу, что можно не ожидать проявления индикаторов существования жизни (и тем более, разумной жизни) на планетах, которые вращаются вокруг звезд класса М.
Вполне может быть, что команды специалистов, которые занимаются поиском внеземной жизни будут искать ее вокруг звезд, которые очень похожи на Солнце. Даже в этом случае кандидатов на роль потенциально обитаемых планет — сотни миллионов. Не миллиарды, как сейчас, но все же это тоже вполне значительное число.
В нашей галактике существует 500 миллионов планет, потенциально пригодных для жизни
Только в нашей галактике Млечный Путь существует по меньшей мере 50 миллиардов планет. Из них, по крайней мере, 500 миллионов потенциально пригодных для жизни. Такие данные представили в субботу в Вашингтоне на ежегодной конференции Американской ассоциации содействия развитию науки астрономы Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА).
Их выводы базируются на информации, полученной при помощи американского космического телескопа «Кеплер». Эти заключения получены методом экстраполяции — «Кеплер» изучает лишь одну четырехсотую часть звездного неба. При этом речь идет исключительно о нашей галактике. Всего же их во Вселенной, как полагают американские специалисты, может насчитываться 100 миллиардов.
Телескоп «Кеплер» был выведен в космос в 2009 году специально для охоты за планетами, вращающимися вокруг далеких светил. Уникальный астрономический инструмент при наблюдении за звездами фиксирует малейшие изменения их яркости. Такие изменения могут свидетельствовать о наличии у звезды планеты, которая, пересекая диск светила, образно говоря, затеняет его. Интенсивность затенений и продолжительность интервалов между ними позволяют астрономам рассчитать характеристики космических объектов.
«Кеплер» является первым космическим астрономическим инструментом НАСА, который способен «рассмотреть» объекты размером с Землю, находящиеся в непосредственной близости от звезд (данный факт существенно затрудняет наблюдение).
Сколько пригодных для жизни планет во Вселенной?
По оценкам, основанным на данных миссии космического телескопа “Кеплер”, в нашей галактике может существовать до 300 миллионов потенциально обитаемых планет. Некоторые из них, вероятно, находятся в пределах 30 световых лет от нашего Солнца. Результаты нового исследования, которое проводилось совместно учёными из НАСА, Института SETI и других организаций по всему миру, будут опубликованы в журнале The Astronomical Journal.
“Это первый раз, когда все данные были собраны вместе, чтобы точно подсчитать количество потенциально обитаемых планет в галактике”, – сказал соавтор Джефф Кафлин, исследователь экзопланет в Институте SETI. “Это ключевой параметр уравнения Дрейка, используемого для оценки числа разумных цивилизаций.
Уравнение Дрейка – это гипотетическое уравнение, подробно описывающее факторы, которые следует учитывать при оценке потенциального числа технологически продвинутых цивилизаций в галактике.
Чтобы получить разумную оценку, исследователи рассмотрели экзопланеты, похожие по размеру на Землю и, следовательно, скорее всего, являющиеся скалистыми планетами. Они также изучили так называемые солнцеподобные звёзды, примерно того же возраста, что и наше Солнце, и примерно такой же температуры. Ещё одно соображение, касающееся обитаемости, заключается в том, может ли планета иметь условия, необходимые для существования на её поверхности жидкой воды.
Звёздная система TRAPPIST-1, содержащая землеподобные планеты. Авторы и права: NASA / Tim Pyle.
Предыдущие оценки количества потенциально пригодных для жизни экзопланет в нашей галактике в значительной степени основывались на расстоянии планеты от звезды. В новом исследовании также рассматривается, сколько света попадает на планету от её звезды, что влияет на вероятность того, что на поверхности планеты может находиться вода в жидком виде. Для этого команда изучила не только данные “Кеплера”, но и данные миссии “Гайа” (ЕКА).
“Знание того, насколько распространены различные типы планет, чрезвычайно важно для разработки предстоящих миссий по поиску пригодных для жизни экзопланет”, – сказала соавтор Мишель Кунимото из Университета Британской Колумбии. “Будущие исследования, нацеленные на небольшие, потенциально обитаемые планеты, вращающиеся вокруг звёзд, подобных Солнцу, будут зависеть от полученных нами результатов, что позволит максимизировать их шансы на успех”.
Потребуются дополнительные исследования, чтобы понять роль атмосферы планеты в её способности поддерживать жидкую воду на поверхности.
Миссия “Кеплера”, которая официально прекратила сбор данных в 2018 году, определила более 2800 подтверждённых экзопланет, и ещё несколько тысяч кандидатов ожидают подтверждения. На данный момент исследователи идентифицировали несколько сотен планет в обитаемой зоне своей звезды. Чтобы найти все 300 миллионов, может потребоваться время!