Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Таким образом, скорее всего, наличие магнитного щита является одним из условий обитаемости поверхности любой экзопланеты. Хотя в настоящее время у нас нет методов обнаружения магнитного поля, этот фактор стоит учитывать, объявляя очередную новую планету «похожей на Землю».

Мы прошли долгий путь с момента открытия первых горячих юпитеров в 1990-е гг. Сейчас мы находим миры, которые походят на Землю размером и обращаются в пределах зоны умеренных температур. Но достаточно ли они похожи на Землю, чтобы мы могли назвать их «Землями 2.0»?

Не прошло и трех дней после запуска космического телескопа «Кеплер», как исследователям улыбнулась удача: они обнаружили прохождение планеты в пределах зоны умеренных температур ее звезды.

Чтобы официально подтвердить находку, пришлось потратить еще два с половиной года: присутствие планеты считается доказанным, если она наблюдалась не менее трех раз. Столько же раз должны быть измерены ее параметры. Первое прохождение телескоп зафиксировал практически сразу — в мае 2009 г. К декабрю 2010 г. астрономам удалось наблюдать еще два прохождения. Год спустя, 5 декабря 2011-го, было официально об открытии первой проходящей планеты в пределах зоны умеренных температур. «Что касается обнаружения этой планеты, — рассказывал Уильям Боруки, руководивший командой сотрудников Научно-исследовательского центра Эймса NASA в Калифорнии, — нам просто повезло».

Новая планета получила обозначение Кеплер-22 b. Она обращается вокруг солнцеподобной звезды на расстоянии 600 световых лет от нас в созвездии Лебедь. Находясь на расстоянии 0,85 а.е. от своей звезды, Кеплер-22 b совершает полный оборот вокруг нее за 290 дней. Если бы Кеплер-22 b была частью Солнечной системы, она бы располагалась точно на границе зоны умеренных температур, рядом с Венерой. Если бы к тому же планета была похожа на Землю, это бы означало, что в течение короткого периода в начале ее эволюции на ней могла бы быть жидкая вода. Однако звезда Кеплер-22 чуть меньше и холоднее Солнца — она излучает на 25% меньше света. Из-за более слабого излучения зона умеренных температур сдвигается ближе к звезде, в результате чего Кеплер-22 b оказывается в границах зоны умеренных температур (в ее консервативной трактовке). Означает ли это, что с открытием этой планеты мы впервые получили возможность наблюдать вторую Землю?

СМИ были категоричны: «Найдена землеподобная планета с орбитой на пригодном для жизни расстоянии», — гласил заголовок на первой странице веб-сайта National Geographic . «Кеплер-22 b — “новая земля”», — громогласно заявляла The Telegraph. «Получено официальное подтверждение открытия похожей на Землю планеты», — не отставали на Би-би-си.

Однако после публикации результатов проведенных измерений стало очевидно, что все не так просто. Оказалось, что радиус планеты составляет 2,4 радиуса Земли, то есть Кеплер-22 b относится к загадочному классу суперземель — планет, которые больше каменистых миров вроде нашего, но меньше газовых гигантов. Эта планета слишком мала и находится слишком далеко от звезды, чтобы вызывать колебания в движении звезды, которые можно зафиксировать имеющимися у нас методами. Поэтому измерить массу Кеплер-22 b не представляется возможным. Так что рассчитать ее объемную плотность, чтобы понять, является она планетой земного типа или же на ней много горячего газа, мы тоже не можем.

Имея данные измерения лучевой скорости, мы также могли бы оценить эксцентриситет орбиты планеты. При наблюдении прохождения Кеплер-22 b астрономы видят только часть орбиты в тот момент, когда планета проходит по диску звезды, тогда как при измерении лучевой скорости звезды с целью оценки изменений в ее движении они могут проследить за планетой на всем протяжении ее орбиты. При обнаружении планеты транзитным методом сохраняется вероятность того, что она может двигаться по сильно вытянутой орбите и проводить лишь крошечную часть своего года в зоне умеренных температур.

Согласно эмпирически выведенному правилу, упоминавшемуся в главе 6, планета, чей диаметр превышает 1,5 диаметра Земли, вряд ли может иметь твердую поверхность. Однако промежуточный размер Кеплер-22 b может указывать на то, что этот мир покрыт водой. В этом случае твердое ядро планеты должно быть полностью покрыто океанской толщей в тысячи километров. Учитывая, что само определение понятия зоны умеренных температур основано на наличии воды на поверхности планеты, факт наличия покрывающего всю поверхность планеты моря должен рассматриваться как аргумент за при обсуждении вопроса о жизнепригодности. Проблема состоит в том, что, как мы могли видеть в предшествующей главе, отсутствие суши является препятствием для круговорота углерода. Это не значит, что на такой планете не может быть жизни, но, если она там все-таки есть, она точно будет отличаться от всего, что есть на Земле. Так что, несмотря на громкие заявления, Кеплер-22 b не является второй Землей.