Космос нас ждет: ученые объясняют, что за шум с NASA и экзопланетами
Сама я не очень поняла, что все это значит, особенно учитывая слово «предположительно», поэтому обратилась к четверым ученым из разных областей наук за разъяснением.
Всем экспертам были заданы три одинаковых вопроса:
Почему вокруг этого открытия столько шума, ведь астрономы часто открывают новые экзопланеты и чуть ли не треть из них гипотетически могут быть обитаемы?
Возможно ли на сегодняшний момент точно узнать, есть ли вода на открытых экзопланетах? Если да, то сколько для этого понадобится времени?
Что значит это открытие для науки и для простых смертных?
Владислава Марсакова, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики и астрономии ОНУ им. И. И. Мечникова, руководитель астрономических кружков Ришельевского лицея и Областного гуманитарного центра внешкольного образования и воспитания
Почему столько шума? На мой взгляд, вопрос философский. В современном информационном обществе шум зависит от желания его поднять, а не от важности проблемы. Мое личное мнение: у NASA проблемы с бюджетом, и шум нужен, чтобы получить деньги, скорее всего, на запуск телескопа Джеймса Уэбба. Его планировали запустить еще в 2014–2015 годах, но запуск был перенесен на 2018-й. Возможно, выделенных денег опять не хватает, чтобы успеть в срок, а уже очень хочется, так как космический телескоп Хаббла давно работает «из последних сил». Но шум — это не обязательно плохо. Обыватели не так много знают о космосе, и интересные открытия — неплохая тема для обсуждения и пресс-конференции. Лучше пусть обсуждают экзопланеты, чем очередной конец света или другой фейк, гуляющий по Интернету.
Узнать о наличии водяного пара в атмосферах экзопланет возможно. В случае если планета проходит перед диском звезды, то в спектре звезды видны линии и полосы поглощения атомов и молекул атмосферы планеты. Так как мы предполагаем, что на звезде молекул воды быть не может, значит, они принадлежат планете. Пример такого открытия — совместный труд телескопов Хаббл, Кеплер и Спитцер, в результате которого был открыт водяной пар на планете размером с Нептун. Но эта планета по многим параметрам не так интересна с точки зрения поиска человекоподобных инопланетян:) Виной тому большая гравитация, перепады температур и высокая температура на поверхности.
Caltech/JPL for NASA
Героиня нашего дня — система TRAPPIST-1 — содержит звезду холодный красный карлик, всего лишь 84 массы Юпитера. Она излучает очень слабый свет и получить ее хороший спектр тяжело. Для этого нужен хороший спектрограф на космическом телескопе (вне атмосферы). Именно такой планируется установить на телескопе Джеймса Уэбба.
С удаленными методами есть проблема, что выводы мы получаем в результате сравнения наших моделей с наблюдениями. Наблюдения имеют определенную точность, которая создает погрешность выбора моделей. А сами модели учитывают множество факторов, которые трудно узнать, например, давление атмосферы, ее температура, процентный состав других элементов. Поэтому доверять выводам нужно с осторожностью и все это требует многократного подтверждения по разным наблюдениям и, желательно, разными группами исследователей. «Увидеть» — не настолько долго, а вот доказать, что мы не принимаем желаемое за действительное, — немного хлопотнее.
Именно система TRAPPIST-1 приковала к себе внимание, так как там целые три планеты (еще и земного размера!) в обитаемой зоне, а значит, вероятность найти воду (а теоретически и жизнь) должна быть выше. Все осложняется тем, что планеты близки к звезде и друг к другу и, скорее всего, синхронизировали вращение вокруг оси с орбитальным движением, а значит, могут быть обращены к звезде одной стороной, на которой будет очень жарко, а на другой — довольно холодно. Однако до запуска телескопа может подвернуться и еще более перспективная система, раз они не такая большая редкость.
Владимир Немерцалов, доцент кафедры ботаники ОНУ им. И. И. Мечникова, доцент кафедры медицинской химии ОНМУ
Данные планеты очень похожи на Землю и могут ответить на вопрос, что было с нашей планетой миллионы лет назад. Является ли возникновение жизни случайностью или закономерностью? Это очень большой и важный вопрос для биологии и биотехнологии.
Разные химические элементы и вещества дают разный спектр свечения — с начала ХХ века было открыто несколько новых химических элементов (так, гелий был открыт сначала на Солнце, а потом на Земле). На данный момент известно, что на открытых планетах есть спектры водорода и кислорода, что с очень большой вероятностью (вместе с другими данными) может говорить о наличии там воды. Расстояние в 40 световых лет — относительно небольшое, по космическим меркам. Желание попасть на эти планеты и освоить их станет важным стимулом для развития науки в ближайшие годы. Возможно, именно это послужит толчком к освоению гиперпространства и поиску более коротких путей в космосе.
Евгений Бритавский, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики ОНУ им. И. И. Мечникова
Да, открытие планет у других звезд стало делом довольно рутинным. Инструментарий дорос до уровня, когда мы можем фиксировать, как меняется яркость звезды, если между ней и нами проходит экзопланета. Это тончайший эффект, но астрономы научились его ловить (точнее, инженеры сумели построить такие чувствительные детекторные системы).
Насколько я вижу, примечательность данного случая – в одномоментном количестве планет в «обитаемой зоне» и в вероятности условий, пригодных для наличия жидкой воды, атмосферы и необходимого уровня освещения, то есть необходимых (но недостаточных) условий для жизни, подобной земной. Для каждой из планет определяется «коэффициент вероятной обитаемости», в котором учитывается светимость звезды, радиус орбиты планеты, тип планеты, наличие атмосферы и другие показатели. Для системы Траппист, похоже, вероятность выше средней.
Credits: NASA/JPL-Caltech
Нужно понимать, что система эта так далеко и объекты такие маленькие, что мы применяем непрямые наблюдения: не видим самих планет, но видим эффекты, которые они порождают — затемнение звезды, изменения в спектре излучения звезды. И анализируя эти эффекты, моделируем возможный облик этой системы. Это не гадание, а строгий научный метод, поэтому выводам можно верить. Ничего другого, кроме как косвенными методами изучать состав экзопланет, мы пока что делать не можем. Разглядеть в телескоп пока невозможно, а лететь до них с нынешней техникой 10 000 лет.
Что касается значения открытия, то для науки это новый вызов, необходимость дальнейшего совершенствования наблюдательных методик, надежда на новые космические телескопы. А для жизни? Хм, ну что может означать для человечества доказанный факт существования планеты, на которую можно приземлиться, выйти из посадочного модуля, снять скафандр и пойти гулять, как по Земле? Чем была для человечества Луна до 1969 года? Мечтой-желанием там побывать. Чем были бабочки и птицы до дирижаблей и самолетов? Мечтой-желанием летать.
Татьяна Бродяженко, молодой ученый-микробиолог, студентка магистратуры ОНУ им. И. И. Мечникова, лектор научно-популярного сообщества молодых ученых «15х4 Одесса»
Я получаю образование по специальности микробиология, а астробиология — это хобби, поэтому что-либо утверждать не решусь, так как сама наука развивающаяся и довольно-таки спекулятивная.
Насколько мне известно, до вчерашнего заявления ученых из NASA не было заявлено именно о целой системе (а это важно), схожей с Солнечной, где могут находиться не одна (подчеркиваю), а сразу семь, а может, и больше планет земного типа, то есть схожие по массе, содержат жидкость на поверхности и так далее. Скопление планет в одной системе и так много условно пригодных для жизни само по себе может уже вызвать отклик, до этого момента были единичные планеты, и то часть из них впоследствии были признаны непригодными.
Я не астроном, но предполагаю, что, для того чтобы точно узнать, есть ли на них жидкость (не вода в земном понимании, а скорее жидкое состояние некоего химического вещества), понадобится длительное время.
Для нас с вами, по сути, это ничего не значит, разве что подольет масло в огонь для киноделов (вспомним «Интерстеллар», «Прибытие»), но это лирика. Если серьезно, то пока технологии освоения космоса находятся на стадии эмбриона, и скорее идет накопление определенных знаний и попытка анализировать их, но о практической проверке или тем более экспедиции пока речь, конечно, не идет. Миссию на Марс никак не запустят, а ведь это пределы нашей родной системы, так что остается только фантазировать, что же там находится :)
Заглавная картинка — Джузеппе Анджели «Урок астрономии»
