Найти двойника Земли – не так-то легко

Существует ли где-нибудь в нашей галактике планета – близнец Земли? С каждым годом астрономы всё ближе к нахождению планеты размером с нашу и вращающуюся в зоне жизни своей звезды. С запуском спутника Кеплер (NASA Kepler) нахождение таких миров уже не за горами. Следующим вопросом будет – обитаемы ли они, есть ли на них атмосфера, подобная земной? Ответить на эти вопросы будет уже не так легко. В 2013 году будет запущен космический телескоп James Webb Space Telescope (JWST) с большим диаметром главного зеркала и он позволит ответить на этот вопрос, по крайней мере в отношении ближайших звёзд.

В связи со скорым запуском этого космического аппарата, учёные из Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics и Jet Propulsion Laboratory решили проверить насколько он будет пригоден для этой задачи. Они выяснили, что JWST сможет обнаружить газы, необходимые для жизни, только для ближайших к нам планет. Для этого нужно найти такие планеты, которые проходят перед своими родительскими звёздами, во время этого процесса газы в атмосфере планет поглощают крошечную часть света своих звёзд, что оставляет в нём "отпечатки пальцев" этих газов. Разлагая свет звёзд, перед которыми проходят изучаемые планеты, в спектр астрономы могут определить состав атмосферы планет, при этом нужно изучить несколько сотен прохождений планеты перед своей звездой, прежде чем получится провести полный анализ.

Техника определения состава атмосферы, при прохождении планеты перед лицом звезды, очень сложна, поскольку слой атмосферы очень тонок, так, например, если бы Земля была размером с баскетбольный мяч, то её атмосфера была бы толщиной с бумажный лист. Сначала исследователи рассматривали возможность нахождения таких планет, вращающихся вокруг звёзд, похожих на Солнце. Чтобы получить определяемый сигнал за время одного прохода нужно, чтобы звезда была очень близко к Земле, – самая ближайшая к нам звезда такого типа – Альфа Центавра А, но вокруг неё не найдено планет подобных нашей. При этом стоит сказать, что техника обнаружения столь малых планет ещё только развивается и со времен около этой звезды вполне может быть найдена такая планета.

По этому далее астрономы стали рассматривать красные карлики – звёзды типа M, которые гораздо более распространены в Млечном Пути, чем звёзды, подобные Солнцу, называемые типом G. Красные карлики холоднее и тусклее Солнца и они меньше по размерам – это делает нахождение атмосферы вокруг их планет более лёгкой задачей. Планета подобная Земле, должна располагаться очень близко к красному карлику, чтобы на ней существовала жидкая вода, по этому она будет вращаться чаще вокруг своей звезды. Например, вокруг звёзд типа G такие планеты будут проходить в течении 10 часов 1 раз в год, тогда как вокруг звёзд типа M – в течении 1 часа раз в 10 дней. Тогда как для проведения анализа нужно от 100 часов наблюдений и больше. По этому для планет, вращающихся вокруг красных карликов, необходимую информацию можно собрать менее чем за 3 года, тогда как для вращающихся вокруг звёзд подобных Солнцу – за 10 лет.

По этому красные карлики сейчас первые кандидаты на поиск вокруг них планет, подобных Земле, у которых есть атмосфера. При этом астрономы надеятся обнаружить такие планеты и вокруг близлежащих близких родственников Солнца.