Астрономы составили «короткий список» из 45 планет для поиска внеземной жизни

Астрономы сузили поиск внеземной жизни с тысяч далеких миров до всего нескольких десятков многообещающих планет-кандидатов, предложив более четкую дорожную карту для одного из главных вопросов науки: одиноки ли мы во Вселенной?

В новом исследовании группа исследователей под руководством Лизы Кальтенеггер из Института Карла Сагана при Корнеллском университете выделила 45 каменистых экзопланет, которые находятся в обитаемых зонах своих звезд, где температуры могут позволять существовать жидкой воде на их поверхности. Из более чем 6000 известных экзопланет эти миры представляют собой наиболее перспективные места для поиска внеземной жизни.

Команда использовала данные от завершившей свою миссию обсерватории Gaia Европейского космического агентства и Архива экзопланет NASA, чтобы уточнить оценки количества звездной энергии, получаемой каждой планетой, — одного из ключевых факторов, определяющих, является ли мир слишком горячим, слишком холодным или подходящим для жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

Однако вместо того, чтобы просто спрашивать, на каких планетах может существовать жизнь, команда поставила перед собой цель ответить на более глубокий вопрос: каковы пределы обитаемости? Для этого они намеренно включили в свой каталог миры, которые раздвигают эти границы.

«Мы знаем, что Земля обитаема, а Венера и Марс — нет. Мы можем использовать нашу Солнечную систему в качестве ориентира для поиска экзопланет, которые получают звездной энергии в диапазоне между значениями для Венеры и Марса», — говорится в заявлении соавтора исследования Абигейл Бол. «Наблюдение за этими планетами может помочь нам понять, когда теряется обитаемость, сколько энергии — это слишком много, а какие планеты остаются обитаемыми — или, возможно, никогда ими не были», — добавила Бол.

Команда также рассмотрела планеты с эллиптическими орбитами. Дальнейшие исследования могут определить, насколько значительный «орбитальный эксцентриситет» может иметь планета, прежде чем она потеряет свою обитаемость.

Этот новый каталог экзопланет, что важно, не является исчерпывающим списком потенциально обитаемых миров. Вместо этого он служит стратегией для будущих исследований. Команда выделила, какие планеты лучше всего подходят для различных методов наблюдения, помогая направлять мощные инструменты, такие как космический телескоп Джеймса Уэбба и другие обсерватории, на поиск биосигнатур — потенциальных признаков жизни.

«Хотя трудно сказать, что именно делает мир более вероятным местом обитания жизни, определение того, где искать, — это первый ключевой шаг. Поэтому цель нашего проекта состояла в том, чтобы сказать: "Вот лучшие цели для наблюдений"», — заявил соавтор исследования Гиллис Лоури, ныне аспирант Университета штата Сан-Франциско.

Среди наиболее интересных целей — система TRAPPIST-1, расположенная примерно в 40 световых годах от нас. Она включает несколько потенциально обитаемых каменистых планет размером с Землю. Интересно, что эти миры, вероятно, находятся в приливном захвате со своей звездой, имея постоянные дневную и ночную стороны. Тем не менее, Trappist-1 e считается одним из главных кандидатов на наличие жидкой воды.

Еще один примечательный объект — LHS 1140 b, более плотный и крупный мир, классифицируемый как «суперземля», находящийся примерно в 48 световых годах от нас. Обладая массой более чем в пять раз превышающей массу Земли и немного более высокой общей плотностью, он может представлять собой богатый водой океанический мир.

Ближе к дому, Proxima Centauri b, вращающаяся вокруг нашей ближайшей звездной соседки на расстоянии всего 4,25 светового года, остается заманчивой целью для астрономов, несмотря на опасения по поводу интенсивных звездных вспышек, которые могут лишить ее атмосферы.

Значение этого исследования выходит за рамки простого составления списка. В то время как предыдущие каталоги обитаемых зон часто полагались на упрощенные модели, новая работа учитывает такие сложные факторы, как альбедо поверхности (отражательная способность), парниковый эффект и неопределенности в расчете звездного потока. Включение миров с эллиптическими орбитами, которые то приближаются, то удаляются от своей звезды, открывает новое направление в астробиологии: изучение того, как изменяющиеся условия могут влиять на климат планет и их способность удерживать атмосферу.

С вводом в строй обсерваторий следующего поколения, таких как космический телескоп Нэнси Грейс Роман и, в перспективе, проект LIFE (Large Interferometer For Exoplanets), предлагающий возможность прямой спектроскопии атмосфер экзопланет, будущие наблюдения за этими 45 мирами могут приблизить ученых к ответу на вопрос о существовании жизни за пределами Земли так близко, как никогда прежде. Исследование было опубликовано в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 19 марта.