НОВОСТИ КОСМОСА И АСТРОНОМИИ

Новые данные ошеломили ученых: планет с водой на поверхности гораздо больше, чем ожидалось

Согласно новому исследованию, представленному на конференции в Гольдшмидте в Бостоне, ученые пришли к весьма неожиданному результату — вода является основным компонентом изученных ими экзопланет (планет, вращающихся вокруг других звезд), которые в два-четыре раза превышают размеры Земли. Такое открытие может стать еще одним шагом в направлении поиска жизни в нашей Галактике.

Открытие экзопланет в 1992 году, вращающихся вокруг других звезд, вызвало интерес к пониманию состава этих планет и поставило перед наукой цель — определить подходят ли они для развития на них жизни. И вот, наконец, получена новая оценка данных космического телескопа Kepler и космического аппарата Gaia. Она указывает на то, что многие из известных планет могут содержать до 50% воды. Это намного больше, чем предыдущие показатели.

«Для нас было огромным сюрпризом понять, что существует так много водных миров», — сказал ведущий автор исследования доктор Ли Цзэн (Гарвардский университет).

Ученые обнаружили, что многие из 4000 подтвержденных экзопланет или кандидатов, обнаруженных до сих пор, делятся на две категории размеров: планеты с радиусом планет, составляющим в среднем около 1,5 радиуса Земли, и теми, которые по размеру примерно 2,5 радиуса Земли. Используя эти данные, международная группа ученых разработала модель внутренней структуры экзопланет.

«Мы рассмотрели, как масса относится к радиусу и разработали модель, которая могла бы объяснить эти отношения», — сказал Ли Цзэн. «Модель показывает, что те экзопланеты, которые имеют радиус около x1.5 радиуса Земли, как правило, являются скалистыми планетами (их масса обычно х5 массы Земли), а те, у которых радиус x2,5 (с массой около x10 массы Земли) — это, по всей видимости, водные миры . Это точно вода, просто не так сильно распространенная как на Земле. Предполагается, что температура поверхности этих экзопланет варьируется в диапазоне от 200 до 500 градусов Цельсия. Их поверхность может быть покрыта атмосферой с преобладанием водяного пара с находящейся под ней слоем жидкой воды. Изучив вопрос глубже, можно ожидать то, что эта вода превратится в пар прежде чем мы достигнем твердого каменистого ядра. Красота модели заключается в том, что она объясняет, как композиция относится к известным фактам об этих планетах. Наши данные показывают, что около 35% всех известных экзопланет, которые больше Земли, должны быть богаты водой. Эти водные миры, вероятно, сформировались тем же самым образом, как и ядра гигантских планет (Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун), которые мы видим в нашей собственной Солнечной системе. Недавно запущенная миссия TESS найдет еще много других миров с помощью наземных спектроскопических наблюдений. Космический телескоп следующего поколения «Джеймс Вебб», как мы надеемся, позволит охарактеризовать атмосферу некоторых из них. Это будет захватывающее время для тех, кто интересуется этими отдаленными мирами».

«Это просто невероятно, что загадочные экзопланеты среднего размера могут быть водными мирами с огромным количеством воды. Надеемся, что атмосферные наблюдения в будущем позволят преодолеть толстые паровые атмосферы и, наконец, подтвердят или опровергнут достигнутые нами результаты», — подвела итог Сара Сигер, профессор планетарной науки Массачусетского технологического института и заместитель научного директора недавно запущенной миссии TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), основной целью которой является поиск экзопланет.

нравится(4)не нравится(0)

Планеты в зоне абиогенеза могут быть обитаемы

Исследователи из Кембриджского университета и Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследования (MRC LMB) пришли к неожиданным выводам, они обнаружили, что шансы на развитие жизни на поверхности скалистой планеты, такой как Земля, связаны с типом и силой света, выделяемой ее звездой-хозяйкой. Научная работа была опубликована в журнале Science Advances.

Новая гипотеза предполагает, что звезды, которые выделяют достаточно высокий уровень ультрафиолетового излучения (УФ), могут породить жизнь на своих орбитальных планетах тем же самым образом, как это произошло на Земле, где УФ-излучение дало ряд химических реакций, которые произвели строительные блоки для зарождения жизни.

Исследователи выявили целый ряд планет в зоне обитаемости, на которых может существовать вода, где ультрафиолетовый свет от их звезды-хозяина достаточен для того, чтобы подобные химические реакции имели место.

«Эта работа позволяет нам значительно сузить диапазон мест для поиска жизни», — сказал доктрор Пол Риммер, докторант-исследователь из Лаборатории Кавендиша Кембриджа, первый автор статьи. «Все это приближает нас к ответу на вопрос — едины ли мы во вселенной».

Новый документ является результатом постоянного сотрудничества между лабораторией Кавендиша и LMB MRC, объединяющей исследования органической химии и экзопланеты. Он основывается на работе профессора Джона Сазерленда, соавтора по текущему докладу, который изучает химическое происхождение жизни на Земле.

В документе, опубликованном в 2015 году, группа профессора Сазерленда в MRC LMB предложила, что цианид, хоть и является смертельным ядом, на самом деле был ключевым ингредиентом в изначальном наборе ингредиентов, из которого возникла вся жизнь на Земле.

Согласно этой гипотезе углерод из метеоритов, которые врезались в молодую Землю, взаимодействовал с азотом в атмосфере, что приводило к образованию цианида водорода. Цианид водорода попадал на поверхность, где вступал во взаимодействие с другими элементами различными способами, питаясь ультрафиолетовым светом от солнца. Химикаты, полученные в результате этих взаимодействий генерировали строительные блоки РНК, близкий родственник ДНК, который, по мнению большинства биологов был первой молекулой жизни, несущей в себе информацию.

В лаборатории группа Сазерленда воссоздала эти химические реакции под ультрафиолетовыми лампами и породила предшественников липидов, аминокислот и нуклеотидов, всех элементов, которые являются важными компонентами живых клеток.

«Мы часто используем их как химики, но о природе этих элементов я впервые задумался будучи астрономом», — сказал Риммер. «Для начала я начал измерять количество фотонов, излучаемых под лампами, а затем понял, что сравнение этого света со светом разных звезд было простым и очевидным следующим шагом эксперимента».

Обе группы ученых провели серию лабораторных экспериментов для измерения того, насколько быстро строительные блоки жизни могут быть образованы из цианида водорода и ионов сернистого водорода в воде при воздействии ультрафиолетового излучения. Затем они провели тот же эксперимент в отсутствие света.

«Существует химия, которая происходит в темноте: она медленнее, чем химия, которая происходит на свету, но она есть», — сказал главный автор исследования профессор Дидье Келоз из лаборатории Кавендиша. «Нам нужно было понять, сколько именно света потребуется для того, чтобы химические реакции происходили быстрее нежели в темноте».

Тот же эксперимент, который проводился в темноте с цианидом водорода и сульфитом водорода, приводил к инертному соединению, которое не могло быть использовано для формирования строительных блоков жизни, в то время как эксперимент, проведенный под воздействия света приводил к процессам необходимым для образования строительных блоков.

Затем исследователи сравнили химию под светом с химией в темноте с ультрафиолетовым излучением разных звезд. Было спроектировано примерно то же самое количество ультрафиолетового света, доступного для планет на орбите вокруг этих звезд, чтобы определить, где именно возникнут химические процессы.

В итоге ученые обнаружили, что звезды примерно той же температуры, что и наше Солнце, излучают достаточно света для того, чтобы строительные блоки жизни образовались на поверхности их планет. С другой стороны, холодные звезды не создают достаточного света для формирования этих строительных блоков, за исключением тех случаев, когда у них есть частые мощные солнечные вспышки, которые позволяют химическим процессам происходить постепенно. Выяснилось, что планеты, которые получают достаточно света для активации химических процессов и могут иметь жидкую воду на своей поверхности, находятся в так называемой зоне абиогенеза.

Так, среди известных экзопланет, которые находятся в зоне абиогенеза, находятся несколько планет, обнаруженных телескопом «Кеплер», в том числе Кеплер 452b — планета, которую прозвали «кузеном» Земли, хотя она слишком далека для зондирования с использованием современных технологий. Ученые полагают, что телескопы следующего поколения, такие как телескопы NASA TESS и James Webb смогут идентифицировать и потенциально охарактеризовать многие другие планеты, которые лежат в зоне абиогенеза. При этом они не исключают, что если на других планетах есть жизнь, то она развивается или будет развиваться совершенно иначе, чем на Земле.

«Я не уверен, что процент обнаружения жизни велик, но учитывая, что у нас есть только один пример, имеет смысл искать места, которые наиболее всего походят на нашу планету», — сказал Риммер. «Существует важное различие между тем, что необходимо и тем, что является достаточным. Необходимы строительные блоки, но их может быть недостаточно: возможно где-то они стыкуются в течение миллиардов лет, но все равно ничего не происходит. Но у нас все равно есть желание посмотреть на места, где возможно существование подобных процессов».

Согласно последним оценкам, в наблюдаемой Вселенной насчитывается 700 миллионов триллионов планет земного типа земных. «Получение хоть какого-то представления о том, что на какой-нибудь из них происходят процессы образования жизни чарует меня», — отметил Сазерленд. «Конечно, существование подобных процессов далеко еще не означает высокую вероятность существования жизни, но мы и дальше будем стремиться к поиску ответа на вопрос одиноки ли мы во Вселенной».

нравится(2)не нравится(0)

Астрономы обнаружили 15 новых экзопланет. Одна из них пригодна для жизни

 

Credit: Tokyo Institute of Technology

Исследовательская группа под руководством Терюки Хирано из Токийского технологического института обнаружила 15 экзопланет, вращающихся вокруг красных карликовых звезд.

Вокруг одного из самых ярких красных карликов, K2-155, который находится на расстоянии около 200 световых лет от Земли, вращается три сверхземли. Из этих трех планет самая внешняя планета, K2-155d, с радиусом в 1,6 раза превышающая Землю, находиться в зоне обитания звезды.
Выводы, опубликованные в виде двух статей в The Astronomical Journal, основаны на данных второй миссии космического корабля NASA Kepler, K2 и последующих наблюдениях с использованием наземных телескопов, в том числе телескопа Subaru на Гавайях и Северного оптического телескопа в Испании.

Исследователи обнаружили, что на поверхности K2-155d потенциально может находиться жидкая вода, при помощи трехмерного моделирования глобального климата.

Хирано заявил: «В наших симуляциях атмосфера и состав планеты считались земными, однако нет никакой гарантии, что это так».

Более точная оценка радиуса и температуры звезды K2-155 необходима для окончательного заключения, может ли быть K2-155d обитаема. Достижение такой точности потребует дальнейших исследований, например, с использованием интерферометрических методов. Ключевым результатом нынешних исследований было то, что планеты, вращающиеся вокруг красных карликов, могут иметь удивительно схожие характеристики с планетами, вращающимися вокруг звезд солнечного типа.

«Важно отметить, что число планет вокруг красных карликов намного меньше, чем количество звезд солнечного типа», — говорит Хирано. «Красные карликовые системы, особенно самые холодные красные карлики, только начинают изучаться, поэтому они очень интересные цели для будущих исследований».

Исследователи также изучили связь между радиусом планеты и металличностью звезды-хозяина. «Большие планеты обнаруживаются только вокруг звезд, богатых металлом, — говорит Хирано, — и то, что мы нашли, соответствовало нашим прогнозам. Несколько планет с радиусом примерно в три раза больше, чем Земля, были обнаружены на орбите самых богатых металлом красных карликов».

 

нравится(1)не нравится(0)

Источники: https://phys.org/news/2018-03-planets-cool-dwarf-stars.html

Четыре планеты размером с Землю, обнаружены в ближайшей звездной системе

Новое исследование международной группы астрономов показывает, что четыре планеты размером с Землю вращаются вокруг ближайшей звезды, Тау Кита, которая находится на расстоянии 12 световых лет и видна невооруженным глазом.

Эти планеты имеют массу до 1,7 массы Земли, что делает их одними из самых маленьких планет, когда-либо обнаруженных вокруг близких звезд. Две из них — суперземли, расположены в обитаемой зоне звезды, то есть на их поверхности может находиться жидкая вода.

Планеты были обнаружены, вследствие наблюдений колебания движения Тау Кита. Это требует достаточно чувствительных приборов, способных уловить изменения в движении звезды со скоростью 30 сантиметров в секунду.

«Благодаря очень сложному моделированию больших комбинированных наборов данных от нескольких независимых наблюдателей мы смогли отделить шум активности звездной поверхности от слабых сигналов, генерируемых гравитационными буксирами с орбит планет схожих с Землей, — сказал соавтор исследования Стивен Фогт, профессор астрономии и астрофизики в университете Санта Круз».

По словам ведущего автора Фабо Фэна из Университета Хартфордшира, Великобритания, исследователи становятся близкими к пределу в 10 сантиметров в секунду, требуемому для обнаружения аналогов Земли.

«Наше обнаружение таких слабых колебаний является важной вехой в поиске аналогов Земли», — сказал Фэн. «Мы внедрили новые методы для удаления шума в данных, чтобы выявить слабые сигналы планет».

Другие две планеты вокруг Тау Кита, вероятно, будут пригодными для жизни мирами, хотя массивный диск обломков вокруг звезды, вероятно, уменьшит их обитаемость из-за интенсивной бомбардировки астероидами и кометами.

На этой иллюстрации сравниваются четыре планеты, обнаруженные вокруг соседней звезды Тау Кита (сверху) и планет нашей Солнечной системы (внизу). Credit: Fabo Feng

Солнце подобные звезды считаются лучшими мишенями в поисках пригодных для жизни планет из-за их сходства с Солнцем. Тау Кита очень похожа на Солнце по своим размерам и яркости, и у обеих звезд есть много планетные системы.

Исследование было принято к публикации в Astrophysical Journal.

 

нравится(4)не нравится(2)

Источники: https://phys.org/news/2017-08-earth-sized-planets-orbiting-nearest-sun-like.html

Астрономы: планеты похожие на Татуин могут быть обитаемы

Планета Татуин, родина Люка Скайуокера, персонажа из фильма «Звездные войны» выглядит как пустынный мир, имеющий сразу два Солнца. В реальности, благодаря наблюдениям телескопа «Кеплер» сегодня ученые точно знают, что планеты на орбите двух звезд действительно существуют, но большинство из них имеют значительные размеры и газообразную структуру. В результате, астрономы задались вопросом, а смогла бы планета подобная Земле быть обитаемой в случае если у нее было два Солнца.

Выяснилось, что такая планета смогла бы быть весьма гостеприимной если бы находилась на правильном расстоянии от ее двух звезд и при этом ей совсем не обязательно быть пустынной. Согласно данным нового исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, в определенном диапазоне расстояний от двух подобных Солнцу звезд-хозяев планета, покрытая водой, будет оставаться пригодной для обитания и сохранять свою воду в течение длительного времени.

«Это означает, что двухзвездные системы такого типа, являются превосходными кандидатами на размещение пригодных для обитания планет, даже несмотря на большие различия в количестве звездных гипотетических планет в такой системе», — сообщил Макс Попп, научный сотрудник в Принстонском университете В Нью-Джерси и в Институте метеорологии им. Макса Планка в Гамбурге, Германия.

Попп и Зигфрид Эггл, аспирант Калифорнийского технологического института Калифорнийского технологического института создали модель для такой планеты в системе Кеплер 35. Система была выбрана не случайно — звездная пара Кеплер 35A и B вмещает в себя планету под названием Kepler 35b, гигантскую планету, примерно в восемь раз превышающую размер Земли, с орбитой в 131,5 земных дней. Для их изучения исследователи пренебрегли гравитационным влиянием этой планеты и добавили гипотетическую планету, покрытую водой на орбите звезд Кеплер 35 A и B. Они исследовали, каким образом будет изменяться климат этой планеты во процессе вращения вокруг звезд-хозяев с периодами между 341 и 380 днями.

«Наше исследование основано на том факте, что поиск потенциально пригодных для жизни планет требует больших усилий, поэтому необходимо знать заранее, где искать, — отметил Эггл. «Мы показываем, что стоит ориентироваться и на двухзвездные системы».

В результате, Попп и Эггл обнаружили, что на дальнем краю обитаемой зоны в системе двойных звезд Кеплера 35 гипотетическая планета, покрытая водой, будет иметь много изменений в ее поверхностных температурах. Поскольку такая холодная планета имела бы только небольшое количество водяного пара в ее атмосфере, глобальные средние температуры поверхности в течение года качались бы вверх и вниз на целых 3,6 градуса по Фаренгейту (2 градуса Цельсия).

«Это аналогично тому, как на Земле в условиях засушливого климата, в пустынях, присутствуют огромные колебания температуры из дня в день», — сказал Эггл. «При этом количество воды в воздухе имеет огромное значение».

Однако исследователи выяснили, что ближе к звездам, вблизи внутреннего края обитаемой зоны, глобальные средние температуры поверхности на одной планете остаются почти постоянными. Это объясняется тем, что большее количество водяного пара могло бы сохраняться в атмосфере гипотетической планеты и действовать в качестве буфера, позволяющего комфортно сохранять условия поверхности.

Как и в случае систем с одной звездой, планета за пределами внешнего края обитаемой зоны двух своих солнц в конечном итоге попадает в так называемое «снежно-белое» состояние, полностью покрытое льдом. Более близкая, чем внутренний край обитаемой зоны, атмосфера слишком изолирует планету, создавая убегающий парниковый эффект и превращая планету в мир, подобный Венере, неприветливый для жизни, как мы его знаем.

Еще одна особенность этой климатической модели исследования заключается в том, что по сравнению с Землей, покрытая водой планета вокруг двух звезд будет обладать меньшим охватом облаков. Это означало бы более ясное небо, что располагает к просмотру двойных закатов, присущих таким экзотическим мирам.

нравится(1)не нравится(0)

NASA спрашивает как назвать семь новых планет

На прошлой неделе NASA обратилось за помощью к пользователям интернет с целью подобрать названия семь новым обнаруженным планетам системы Trappist-1. Данный запрос агентство опубликовало в своем официальном аккаунте «Твиттер».

Поток твитов под хэштегом #7NamesFor7NewPlanets было довольно интересно читать. В то время как некоторые пользователи сети черпали вдохновение из популярных веяний — например, семь романов о Гарри Поттере, серии iPhone от Apple, популярных персонажей из «Игры Престолов», или «Друзей» — большинство предложений были ироничными.

В настоящее время сотрудники NASA размышляют на потоком полученных сообщений, но вы так же можете поучаствовать в решении, разместив свои варианты названий 7 планет с хэштэгом #7NamesFor7NewPlanets.

Открытие системы Trappist-1 устанавливает новый рекорд самого большого количества пригодных для жизни планет вокруг одной звезды за пределами нашей Солнечной системы.

«Это открытие может быть существенным фрагментом головоломки под названием поиск пригодных для жизни сред, мест, где возможно зарождение жизни. Ответ на вопрос «Одни ли мы?» является одним из главных приоритетов науки и найти такое множества планет, в пригодной для жизни зоне является значительным шагом вперед к достижению этой цели», — отметил Томас Зурбучен, помощник администратора Управления научных миссий NASA в Вашингтоне

нравится(4)не нравится(0)

NASA сократило список потенциально обитаемых планет

Считается, что оптимальной для поиска жизни за пределами Земли являются так называемые «зоны обитаемости» — районы вокруг звезд, где условия потенциально пригодны для существования на планетах воды в жидком виде, как основного критерия для возможного существования жизни.

Новое исследование NASA существенно ограничивает список таких планет. Ученые агентства указывают на то, что некоторые из этих зон не могут на самом деле поддерживать жизнь из-за частых звездных извержений присущих молодым красным карликам — выбросов огромного количества звездного вещества и излучения в космос.

Заложив данную концепцию в основу новой модели, междисциплинарная группа ученых NASA поставила перед собой задачу выяснить каким именно образом обитаемые зоны способны определяться с учетом влияния звездной активности, ставящей под угрозу атмосферу экзопланеты и ведущей к потери кислорода. Исследование было опубликовано в издании Astrophysical Journal Letters 6 февраля 2017 года.

«Если мы хотим найти экзопланету, на которой способна развиваться и поддерживаться жизнь, мы должны выяснить, какие именно звезды являются лучшими кандидатами для этого», — отметил Владимир Айрапетян, ведущий автор статьи, ученый из Центра управления полетами NASA в Гринбелте. «Только выяснив какого именно рода родительские звезды нам нужны, мы сможем подойти ближе к пониманию этого вопроса«.

Для определения обитаемой зоны вокруг звезды, астрономы традиционно рассматривали степень теплового и светового излучения от звезды. Считается, что звезды более массивные, чем наше Солнце производят больше тепла и света, поэтому их обитаемая зона находится дальше, тогда как зона обитаемости менее массивных и более холодных звезд, наоборот, находится ближе.

В новом исследовании говорится о том, что наряду с высокой температурой и видимым светом, звезды излучают рентгеновское и ультрафиолетовое излучение, а также на них происходят звездные извержения, такие как вспышки и корональные выбросы массы, характеризующие космическую погоду орбитальных планет. Одним из возможных последствий этого излучения является так называемая атмосферная эрозия, в ходе которой частицы высоких энергий перетаскивают атмосферные молекулы, такие как водород и кислород — ингредиенты воды, в космос. Новая модель команды Айрапетяна для обитаемых зон теперь принимает во внимание этот эффект.

«Не смотря, что наши результаты относительно планет на орбитах молодых красных карликов достаточно пессимистичны, теперь у нас есть лучшее понимание того, какие звезды обладают более достойными для обитаемости перспективами», — сообщил Айрапетян. «Чем больше требований мы выдвигаем к родительской звезде, тем больше приближаемся к пониманию того, что наше Солнце является одним из лучших образцов родительских звезд, поддерживающую жизнь на Земле».

нравится(1)не нравится(0)

Источники: НАСА

Астрономы выбрали 20 лучших кандидатов на роль «второй Земли»

Обитаемая планета

Составлен каталог на основании наблюдений телескопа «Кеплер»

(далее…)

нравится(1)не нравится(0)

Источники: phys.org

Астрономы нашли двойника Солнечной системы

Пригодные для жизни планеты

Обнаружены планеты идентичные Марсу, Венере и Земле

(далее…)

нравится(0)не нравится(0)

Новое уравнение для расчета вероятности обитаемости планет

Обитаемые планеты

Двое исследователей из центра астробиологии Колумбия в Нью-Йорке и из Университета Глазго в Великобритании смогли сделать весьма интересное открытие. Они вывели математическое уравнение, которое позволяет определить, насколько часто может появляться жизнь на других планетах. Свою формулу ученые Калеб Шарф и Лерой Кронин описывают в статье, которая была опубликована в Трудах Национальной академии наук

Еще в 1960-х годах астроном по имени Фрэнк Дрейк придумал формулу для оценки вероятного числа внеземных цивилизаций, которые могли бы быть способны передавать радиосигналы таким образом, чтобы они могли быть опознаны на Земле. Это уравнение, которое получило название в честь своего создателя – уравнение Дрейка, было неофициальной основополагающей базой для ученых в течение полувека. При этом окончательного решения уравнения так и не было, так как некоторые параметры до сих пор неизвестны. Это же можно сказать и про уравнение Шарфа и Кронина, приведенные в нем результаты указывают на то, что неизвестные переменные будут обнаружены в будущем.

Для реализации своей формулы они придумали несколько параметров, основополагающим из которых оказался абиогенез и вероятность события, которое способно привести к зарождению жизни. В число возможных строительных блоков ученые включили среднее число таких блоков на возможный организм, наличие строительных блоков, которые могут существовать в течение заданного периода времени, выраженную в виде дроби и вероятность, что существование строительных блоков, фактически приведет к жизни за единицу времени. Общий вид у формулы получился таким:
Абиогенез (t)= Nb • 1/no • fc • Pa • t
По существу формула позволяет предположить, что возникновение жизни на условной планете весьма вероятно в том случае, если связаны существующие строительные блоки и если они доступны на данной планете,  независимо от их количества. Возможно, эта формула позволит сузить поиск цели путем уменьшения диапазона вероятно обитаемых планет. Исследователи отмечают, что доступные строительные блоки не обязательно должны быть того же самого типа, который привел к началу жизни на нашей планете. Они также предполагают, что их формула предполагает вероятность того, что события возникновения жизни более вероятны в звездных системах, где есть несколько планет, что позволяет обмениваться материалами друг с другом и формировать строительные блоки для жизни.

нравится(1)не нравится(0)

Популярные статьи

Популярные блоги