Оценивание возможности наличия жизни на экзопланетах.
Оценивание возможности наличия жизни на экзопланетах. Выполнил Гладков Антон 11 кл. МБОУ СШ № 30
Жизнь — удивительное свойство Земли: у нас нет свидетельств ее существования на других планетах Солнечной системы. Одна из причин поисков экзопланет — стремление понять специфику и уникальность Солнечной системы. Но еще важнее понять, как на Земле стало возможным зарождение жизни.
Экзопланеты – это планеты, которые находятся вне нашей Солнечной системы. Они вращаются не вокруг нашего Солнца, а около других звезд. На данный момент исследователями космоса открыто более 3000 экзопланет в различных созвездиях. В одной только нашей галактике их может быть примерно сто миллиардов. Примерно пятая часть из них может оказаться похожей на Землю.
Для всех известных живых организмов необходима вода, поэтому если на какой-нибудь экзопланете воды нет, то и жизнь там скорее всего тоже отсутствует. Но не только вода нужна для того, чтобы жизнь расцвела пышным цветом. Один из важных компонентов, без которого не могут образоваться ни молекулы ДНК, ни молекулы АТФ – это фосфор. На Земле фосфор встречается в основном в форме фосфатов, главный из которых минерал апатит. Но апатит очень плохо растворяется в воде, поэтому на планете, где есть только один большой океан, количество растворённого в нём фосфора будет ограничено. Поэтому и продуктивность жизни будет не такой высокой – для новых организмов просто не хватит «стройматериала». Получается, что на суше продуктивность жизни зависит в основном от доступности воды, которая попадает на землю, испарившись с поверхности океанов. Поэтому, чем больше будет площадь океанов, тем больше будет развиваться жизнь на суше. С другой стороны, если океан будет покрывать всю планету целиком, то продуктивность морской жизни будет ограничиваться наличием фосфора. Сложив эти два слагаемых, исследователи получили формулу, которая описывает биологическую продуктивность планеты в зависимости от соотношения площади суши и океана на её поверхности. Оказалось, что лучше всего живётся на планете, где водная поверхность занимает от 30% до 90%.
Есть ли жизнь на других экзопланетах? Анализируя условия жизни ученые приходят к выводу, что нужен ряд обязательных составляющих: Прежде всего, нужна планета, на которой, как нам кажется, может существовать жизнь. Какой должна быть эта планета? Не слишком большой. В противном случае на ней не может быть жизни, ведь если на ней очень много газа, водорода, находиться на ней нельзя. Таким образом, нам нужно иметь возможность устроиться на ее поверхности. Еще мы полагаем, что нужна вода, так что это должна быть каменная планета с водой — с океанами или, наоборот, с небольшим количеством воды. Но и вода, и камень необходимы. Кроме того, планета должна располагаться на правильном расстоянии от звезды. Это правильное расстояние пытались высчитать много раз.. На планете должна быть оптимальная температура. Холодно – океаны замерзнут, жарко – парниковый эффект и все сгорит. Если мы сделаем все расчеты, то окажется, что в определенной зоне температура будет подходящая. Этот концепт называется «зона обитаемости».
В настоящее время мы ищем и находим такие планеты. Совсем скоро мы начнем изучать их атмосферы и, возможно, получим первые указания на наличие чего-то необычного. Через двадцать или пятьдесят лет парадигма станет совсем другой, поскольку у людей будут данные об атмосферах некоторых из этих планет, и они наконец смогут сказать, насколько вероятно, что там может быть жизнь. Дидье Кело - швейцарский астроном. Лауреат Нобелевской премии по физике (2019 ) В 1995 году совместно с Мишелем Майором открыл 51 Пегаса b, первую экзопланету, обращающуюся вокруг похожей на Солнце звезды (51 Пегаса)
Методы поиска экзопланет: Непосредственное наблюдение. Данный метод пока даже не используется. Так как ни один даже самый инновационный телескоп пока не позволяет рассмотреть экзопланеты, находящиеся рядом со своими звездами. Так как свечение звезды попросту затмевает их. Однако уже сейчас на стадии проектирования и разработки находятся так называемые звездные коронографы, которые будут этот свет слегка приглушать. Измерение яркости звёзд. Понять, вращаются ли вокруг небесного светила планеты, нам помогает измерение яркости их свечения. Но это не совсем точный метод, так как он даст результаты только в том случае, если плоскость данной планеты будет ориентирована на нас.
Фиксация положения звезды. Наверное, ни для кого не секрет, что планеты также притягивают звезды, а не только наоборот. Естественно, гравитационное влияние их на столь массивные объекты очень мало, но все же оно есть и звезда немного смещается. И наши астрономы уже смогли вычислить даже такие ничтожные величины. Определение скорости звёзд. Исходя из предыдущего пункта, звезда, притягиваемая собственным спутником, начинает двигаться по очень малой орбите. Увидеть этот процесс можно с помощью метода спектрального анализа.
Гравитационное микролинзирование. Это также не очень эффективный метод, так как он сработает только тогда, когда между нами и наблюдаемым объектом будет находится другая звезда. Таким образом она отклонит свет, исходящий от того небесного светила, что мы исследуем, и создаст эффект линзы. Далее останется дело за малым – измерить яркость свечения нужной нам звезды. Пульсары. Во время радиоисследования данных космических объектов можно выявить, есть ли вокруг него планеты с помощью характерного изменения сигнала.
Количество экзопланет, открытых разными способами (данные на 2020 год): Метод радиальных скоростей Транзитный метод Визуальное наблюдение Гравитационное линзирование Метод тайминга транзитов
Одна из экзопланет Ипсилон Андромеды — первая звезда главной последовательности, у которой была обнаружена многопланетная система. Ипсилон Андромеды d — газовый гигант класса II, содержащий водные облака. Одним из открытых вопросов экзопланетологии является наличие у газовых гигантов массивных лун, способных удержать достаточно плотную атмосферу. До сих пор наблюдений наличия лун сделано не было. В представлении художника вокруг Ипсилон Андромеды d обращается луна, содержащая жидкий океан
Само по себе открытие всех этих экзопланет уже является одним из самых важных за всю историю исследования космоса. Ведь оно доказало, что во Вселенной есть еще планеты, и что наша Солнечная система не единственная, а лишь одна из многих. Это дало некоторым людям надежду на то, что мы не одни во Вселенной. Пусть этого пока не доказать научными методами, но надежда есть, и она вполне обоснована. Как бы там ни было, открытие экзопланет – первый большой шаг в изучении космоса.
