Перейти к содержимому


Обнаружена планета у Проксимы Центавра!


  • Пожалуйста, авторизируйтесь для того, чтобы ответить
Сообщений в теме: 5

Haales #1 Отправлено 30 авг 2016 - 13:15

    Контр-адмирал

  • Игроки
  • 996
  • Регистрация:
    29.11.2010

Немного слоупочных breaking news для тех, кто еще не в курсе. На прошлой неделе (а точнее 24 августа) Европейская южная обсерватория объявила об обнаружении экзопланеты у ближайшей к Солнечной системе звезды - красного карлика Проксима Центавра. Эта звезда входит в систему Альфы Центавра, но обращается вокруг двух главных компонентов по очень далекой орбите, и поэтому в настоящий момент находится немного ближе к нам (примерно на 0.21 световых года или 15000 астрономических единиц). Я уже писал о том, что еще в 2012 году у второй звезды в системе Альфа Центавра нашли экзопланету. Но к сожалению, планета Альфа Центавра Вb - довольно суровое место, хотя сама звезда очень похожа на наше родное Солнце. По сравнению с ними, Проксима Центавра - совсем маленькая и тусклая звезда, но в итоге может оказаться так, что именно вокруг этой звездочки вращается мир, который когда-нибудь станет первой экзопланетой, посещенной человечеством. Ниже я просуммирую уже известную информацию и добавлю немного размышлений от себя.

 

:confused: Achtung! Ниже содержится очень большое количество текста, немного разбавленного картинками. Однако текст полностью написан мной, а не копипаст. 


 

По традиции, начнем с описания самой звезды. Проксима Центавра - красный карлик спектрального класса M5.5Ve. Это совсем маленькая звездочка, в 8 раз меньше Солнца по массе и в 7 раз - по размеру (и только лишь в 1.5 раза больше Юпитера в диаметре, но в 150 раз - по массе). Однако Проксима (как и две других звезды системы Альфа Центавра) немного старше Солнца - ее возраст оценивается в 4.85 млрд. лет, тогда как возраст нашей звезды по оценкам не более 4,57 млрд. лет. Температура поверхности почти вдвое ниже солнечной - всего лишь около 2800ºС, тогда как поверхность Солнца разогрета примерно до 5500ºС. Следствием этого, а также малого размера, является то, что светимость Проксимы примерно в 5000 раз меньше, чем солнечная. Именно поэтому эту звезду обнаружили только в 1915 году, поскольку ее видимая звездная величина всего 11.05m (а абсолютная и того меньше - 15.49m). Считается, что Проксима входит в систему Альфы Центавра (поэтому изредка ее называют Альфа Центавра C) и обращается вокруг двух главных звезд примерно за 500 тысяч лет или более, однако доказательства у этой гипотезы лишь косвенные - практически одинаковые скорости и векторы перемещения у этих звезд. Входит ли Проксима в систему Альфы Центавра или нет - покажет только время, когда будет доступно большее количество наблюдений ее орбиты. Но так или иначе, в настоящий момент это наш ближайший звездный сосед. 

Spoiler

 

Планета, которая по сложившейся номенклатуре получила имя Проксима Центавра b (далее PrCen b - это в принципе не совсем верное сокращение, но лично я его буду использовать далее, что бы меньше писать), открыта методом радиальных скоростей, который использует эффект Доплера для детектирования изменения радиальной скорости звезды. Впервые о возможности существования планеты у Проксима Центавра задумались еще в 2013 году после изучения архивных данных. Однако проект по проверке данной гипотезы стартовал только в январе 2016 и продлился несколько месяцев. Данных о существовании экзопланеты были также независимо подтверждены группой астрономов из лондонского Университета Королевы Марии. Таким образом, можно однозначно утверждать, что PrCen b все же существует, вероятность ошибочности результата примерно 1 к 70000. 

 

PrCen b находится на довольно малой орбите - расстояние от светила всего лишь 7 млн километров (0,05 а.е.) - это в 8 раз ближе, чем средний радиус орбиты Меркурия. Однако поскольку сама звезда гораздо тусклее Солнца, то получается, что орбита планеты пролегает прямо в ее зоне обитаемости. Это означает, что при определенных условиях на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Однозначно сейчас невозможно установить - есть ли она там или нет, поскольку неизвестными остаются такие параметры, как альбедо поверхности (отражательная способность), а также наличие и состав атмосферы. Сама планета получает примерно на треть меньше энергии, чем Земля получает от Солнца. Один "год" на планете длится всего лишь 11.186 земных дней.

Spoiler

 

Масса PrCen b оценивается минимум в 1.27 масс Земли, однако эта оценка базируется на нулевом угле наклонения плоскости орбиты планеты к вектору луча зрения наблюдателей с Земли (т.е. если мы видим орбиту планеты с ребра). Это значение может возрасти до значения в 3 земных массы и даже больше, если значение этого угла существенно (т.е. если плоскость орбиты планеты лежит плашмя по отношению к нам). Если планета имеет примерно такое же строение и состав, как Земля, то ее размер будет всего лишь в 1.1 раз больше земного, а гравитация близка к земной. Но, естественно, точный размер также пока что неизвестен ввиду незнания точной массы PrCen b и абсолютного незнания ее средней плотности. Однако все же маловероятно, что эта планета является газовым гигантом, а не планетой земного типа.

 

Таким образом, если просуммировать все вышенаписанное, то получается - мы нашли планету земного типа, которая не только обращается вокруг самой близкой к Солнцу звезды, так еще и лежит в зоне ее обитаемости и, таким образом, теоретически может быть вполне пригодна для выживания на ее поверхности человека без специального оборудования. А возможно, иметь собственную жизнь. Однако на последнем пункте стоит остановится поподробнее. Приведенные факты выглядят очень оптимистично, однако как и в каждой бочке меда тут не обойтись без ложки дегтя. Вообще, жизнепригодность планет, обращающихся вокруг красных карликов - это одна из самых актуальных и животрепещущих в настоящий момент тем в астробиологии и планетологии. Совершенно не ясно - можно ли рассматривать такие системы как потенциально способные поддерживать подходящие условия для жизни (как для ее возникновения и развития, так и для просто комфортных условий для существ, понаехавших из других систем).

Spoiler

 

С одной стороны, красные карлики составляют от 60 до 80 процентов звезд, входящих в галактику Млечный Путь. Таким образом, если считать, что вероятность возникновения планет примерно одинакова у всех звезд, то львиная доля экзопланет обращается именно вокруг тусклых красных карликов. Кроме того, есть гипотеза, что планеты земного типа встречаются у красных карликов чаще, чем у более массивных звезд, поскольку в процессе формирования системы газовые гиганты выступают "конкурентами" звезды по захвату вещества (водорода). Поскольку красные карлики сами по себе малы (а значит и область их гравитационного влияния небольшая), то маловероятно, что рядом с ними могло образоваться еще одно довольно массивное тело (т.е газовый гигант или же даже "химическая звезда" - коричневый карлик). Вероятнее почти все легкие химические элементы ушли именно на создание самой звезды, а вот тяжелые пошли на создание планет. Таким образом, тут правильнее сказать, что вероятность образования газового гиганта ниже именно в системе красного карлика, нежели в системе обычной звезды, в то время как вероятности образования планет земного типа у всех звезд теоретически примерно равные. Другим неоспоримым плюсом является то, что время жизни таких звезд гораздо больше, чем у Солнца - десятки и даже сотни миллиардов лет, поскольку термоядерные реакции в их недрах происходят крайне медленно. Таким образом, у жизни на планете будет больше времени на возникновения и эволюцию. А у самой планеты будет куда более высокий шанс кардинально изменить условия на своей поверхности (если, к примеру, они изначально были неблагоприятными для возникновения жизни) вследствие каких-либо внешних воздействий.

 

Однако после начинаются минусы. Поскольку красные карлики излучают гораздо меньше тепла - потенциально обитаемая планета должна находится очень близко к звезде, ведь обитаемая зона смещается в направлении звезды при уменьшении ее светимости. Это приводит к двум довольно нежелательным фактам. Во-первых, резко увеличивается уровень губительных рентгеновского и гамма-излучений, падающего на поверхность планеты. Таким образом, для поддержания жизни планета должна иметь более мощную атмосферу и сильное магнитное поле, которое одновременно и защищает саму планету от излучения, и предотвращает сдувание атмосферы солнечным ветром. Во-вторых, близкое расположение планеты от звезды практически неизбежно приводит к возникновению спин-орбитального резонанса вследствие действия приливных сил. Простыми словами, планета синхронизирует свое вращение вокруг оси с периодом обращения вокруг звезды и, таким образом, одна ее сторона всегда повернута к звезде, а противоположная - всегда в тени. Именно такой механизм ответственен за то, что Луна всегда повернута к Земле только одной стороной. Причем данное явление совсем не редко в Солнечной системе - все большие спутники газовых гигантов, а так же львиная доля мелких спутников обращаются точно также - всегда одной стороной к своим планетам. У системы Плутон-Харон захват получится обоюдный - как Плутон всегда повернут к Харону одной стороной, так и Харон всегда повернут к Плутону тоже одной стороной. Таким образом, они как бы застыли относительно друг-друга.

Spoiler

 

Последствия у такого захвата довольно существенные, однако итоговые условия на поверхности могут варьироваться от наличия и характера атмосферы, количества воды на планете и ее тектоники. В самом плохом случае у планеты нет атмосферы и, соответственно, нет механизма теплопереноса. Светлая сторона будет всегда раскалена, а вот темная - всегда холодной. В случае появления атмосферы воздушные потоки будут переносить энергию на темную сторону. И хотя ветра на такой планете могут быть в некоторых областях просто ураганными, но найдутся и вполне комфортные регионы. Хотя согласно моделированию, для сравнительно эффективного теплопереноса не требуется наличие очень плотной атмосферы - хватит и 10% от земной. А главное тут то, что при наличии атмосферы может широко варьироваться область, подходящая для обитания живых существ (даже если сама планета и не поддерживает возникновение жизни, она может быть просто пригодна для выживания человека без скафандра). Круговорот воды на такой планете вполне банален - вода испаряется на светлой стороне и выпадает дождями на темной, после чего реки могут переносить ее обратно на светлую. Хотя тут могут быть и совершенно крайний вариант - вся вода может хранится в огромной ледяной шапке посередине темного полушария и даже теплые ветра с освещенной стороны не смогут ее растопить. Кроме того, важен рельеф самой планеты в области терминатора (линии, разделяющей освещенное и теневое полушария) - он должен как минимум не препятствовать протеканию рек с темной стороны на светлую. 

 

Также в данном случае маловероятен, но все же возможен вариант, что планета захвачена не в точный резонанс 1:1 (т.е. за один оборот вокруг своей оси она делает один оборот вокруг звезды), а в резонанс более высокого порядка. К примеру, Меркурий находится в резонансе 2:3 - это означает, что за 2 оборота вокруг Солнца он успевает трижды обернутся вокруг своей оси. Случай с Меркурием был бы довольно неудобен для биосферы, поскольку сутки на планете длились бы несколько земных месяцев. Однако в случае с PrCen b, у которой гораздо меньший период обращения вокруг звезды, продолжительность солнечных суток на планете была бы где-то в районе земной недели. Но даже такой вариант был бы более удобен, поскольку вся поверхность планеты освещалась бы с определенным периодом, что позволяло бы фотосинтезирующей растительности существовать по всей поверхности. Но с другой стороны, в случае очередной звездной вспышки под удар может попасть любая область, в то время как при синхронном вращении могут существовать некоторые постоянно защищенные области, в которых будут обитать живые существа. Но как уже было сказано, вариант с резонансом, отличным от синхронного вращения, маловероятен (хотя не исключен полнсотью), поскольку эксцентриситет орбиты PrCen b достоверно меньше 0.35 - потенциально достаточно высокого значения для получения существенного шанса быть захваченным в резонанс 2:3. Хотя внушает некоторый оптимизм тот факт, что эксцентриситет орбиты Меркурия в полтора разе меньше этого значения - всего 0.206, что не мешает ему пребывать в резонансе 2:3 с Солнцем. Таким образом, шанс на такой вариант все же остается, пусть он и не сильно высок. 

Spoiler

 

Еще довольно неприятный сюрприз может подкинуть сама звезда. Красные карлики - очень непредсказуемые звезды, которые зачастую относятся к классу переменных. Некоторые такие звезды могут быть покрыты пятнами, которые уменьшают их светимость почти в полтора раза, в то время как Солнце во время 11-летнего цикла меняет свою светимость примерно на четверть процента. Однако более долгопериодические циклы с более существенной амплитудой (не превышающей, однако, несколько процентов) могут существенно влиять на земной климат. Так, считается, что в конце 1 тысячелетия нашей эры Гренландия не была покрыта ледяным щитом и поддерживала мощную растительность, в то время как во время Малого ледникового периода в XVII-XVIII веках замерзали даже северные области Средиземного моря. Сама Проксима Центавра относится к классу вспыхивающих звезд, она может в течении нескольких часов увеличить свою яркость в рентгеновском и гамма-диапазонах на несколько порядков. Причем даже в спокойной фазе планета PrCen b получает в 400 раз больше рентгеновского излучения, чем Земля получает от Солнца. Хотя стоит отметить, что некоторые земные организмы выработали механизмы защиты от гамма-излучения. Кроме того, спектр красных карликов сдвинут, соответственно, в красную и инфракрасную область и они излучают гораздо меньше ультрафиолетового излучения, чем большие и горячие звезды. Из этого следует, что атмосфера планеты может не содержать озоновый слой для защиты организмов. Помимо этого, из этого следует некоторая вероятность того, что на жизнь на такой планете не обязательно может строить свое дыхание на кислороде. Земная жизнь выбралась на сушу из-под защиты океанической толщи только после того, как морские организмы выработали достаточно кислорода в атмосферу, что привело к образованию озонового слоя и сделало поверхность жизнепригодной. Ну и поскольку в атмосфере содержался кислород - жизнь начала его использовать. Однако, как уже было отмечено, наличие озонового слоя не является критическим фактором для обитателей планеты, обращающейся вокруг красного карлика - они смогут покинуть океан гораздо раньше, чем это сделали земные организмы. Следовательно, им не нужен кислород в атмосфере и стоить свою биохимию они могут на каком-то другом газе. 

 

В целом вопрос существования жизни на PrCen b пока не ставится - больше нас бы интересовала пригодность планеты просто для выживания человека. Однако именно пример с этой планетой может дать некоторые данные и сдвинуть с мертвой точки полемику о жизнепригодности планет в системах красных карликов. Хотя с одной стороны они могут создавать довольно жесткие условия, но с другой стороны жизнь - удивительно живучая штука, порою способная приспосабливаться к самым экстремальным условиям. Даже у некоторых земных организмов обнаружен вид хлорофилла, способный использовать красный и инфракрасный свет, а следовательно аналогичные же растения будут вполне удобно чувствовать себя под светом красного карлика. Некоторые другие организмы способны выживать в экстремально низких или высоких температурах, при высоком или низком давлении, в ядовитой для нас атмосфере, а совсем недавно была обнаружена бактерия, способная использовать в своей биохимии ядовитый для всего земного мышьяк. И это только примеры нашей - земной жизни. Жизнь на других планетах может иметь другую биохимию или вообще принципиально другое "живое" устройство. Но даже если нет, планета PrCen b имеет все шансы стать первым чужим миром, в котором побывает человек. Хотя совершенно неизвестны условия на ее поверхности - она может быть большим безжизненным миром, как Меркурий; быть некой аналогией Марса с тонкой атмосферой и пустынями; может быть окутана в мощную атмосферу с парниковым эффектом, как Венера или же быть похожей на Землю - эта планета определенно стоит того, что бы притягивать к себе повышенное внимание. И кто знает - может быть нам там так понравится, что бы остаться надолго?

 

В общем, ждем первого рейса к Проксима Центавра. Спасибо за внимание! :happy:


ВСЕ об астрономии и не только! 

 


KOT_ACTPOHOM_B_MOPE #2 Отправлено 31 авг 2016 - 16:39

    Лейтенант

  • Игроки
  • 58
  • Регистрация:
    09.05.2011
Вообще складывается впечатление, что планеты есть у подавляющего числа звёзд. Возможно даже у 99,99(9)%.

Haales #3 Отправлено 31 авг 2016 - 22:47

    Контр-адмирал

  • Игроки
  • 996
  • Регистрация:
    29.11.2010

Просмотр сообщенияKOT_ACTPOHOM_B_MOPE (31 Авг 2016 - 16:39) писал:

Вообще складывается впечатление, что планеты есть у подавляющего числа звёзд. Возможно даже у 99,99(9)%.

Ну, по современным представлениям, эта доля довольно высока. Не 99% конечно, но пока что предположительно в районе 60-80%. Как показали открытия, планеты могут образовываться у всех типов звезд - как по спектральной классификации, так и у одиночных или кратных. А если учесть, что наши приборы еще ой как несовершенны и множество открытий экзопланет сделано буквально на пределе возможности современной техники - то появляется надежда на куда более высокий процент. :happy:


ВСЕ об астрономии и не только! 

 


MasterTactician #4 Отправлено 01 сен 2016 - 00:46

    Контр-адмирал

  • Игроки
  • 940
  • Регистрация:
    12.07.2015
а через 10.000 лет новый Вояджер доставит туда прокариоты специально разработанные для тех природных условий и всего через 3 млрд лет другие разумные формы (но уже там) будут искать экзопланеты и реверс-инженерить то, из чего созданы сами.   

Сообщение отредактировал MasterTactician: 01 сен 2016 - 00:47

Хочу настоящий Орион ! С балансами, алгоритмами и контролем качества.


Haales #5 Отправлено 01 сен 2016 - 01:34

    Контр-адмирал

  • Игроки
  • 996
  • Регистрация:
    29.11.2010

Просмотр сообщенияMasterTactician (01 Сен 2016 - 00:46) писал:

а через 10.000 лет новый Вояджер доставит туда прокариоты специально разработанные для тех природных условий и всего через 3 млрд лет другие разумные формы (но уже там) будут искать экзопланеты и реверс-инженерить то, из чего созданы сами.   

Проблема тут в том, что "тех природных условий" мы пока что совершенно не знаем. Космический телескоп нового поколения (им. Джеймса Вебба), который будет запущен примерно в 2018, теоретически сможет получать данные об атмосферах и крупных лунах ближайших к нам экзопланет, но вся проблема в том, что Проксима Центавра b находится слишком близко к своей звезде. Как бы не был тускл красный карлик, это все-таки звезда - и своим светом она полностью затмит экзопланету и данные об ее атмосфере получить будет невозможно. Джеймса Вебб предназначен для изучения атмосфер более далеких от своих светил планет. Конечно, может быть попытаются навестись и на Проксима Центавра b, но маловероятно, что тут будет успех. :unsure:


ВСЕ об астрономии и не только! 

 


Serik_Germany #6 Отправлено 29 окт 2016 - 17:38

    Мичман

  • Игроки
  • 1
  • Регистрация:
    06.09.2012
как только куплю сверхсветовую яхту обязательно гляну что там обнаружили астрономы.




Количество пользователей, просматривающих этот форум: 1

0 пользователей, 0 гостей, 0 анонимных