Найти Землю: подсчитаны планеты, с которых можно наблюдать за человечеством
Мы живём в эпоху великих космографических открытий. Первая планета у другой звезды была обнаружена чуть больше двадцати лет назад, а сейчас их найдено более трёх с половиной тысяч.
Некоторые из них похожи на Землю по размеру и располагаются в зоне обитаемости своих светил (то есть на таких расстояниях от звезды, что вода на поверхности планеты может находиться в жидком состоянии). Например, такие планеты есть у ближайшего "двойника" Солнца – тау Кита. А на некоторых из таких "сестёр Земли" телескоп Hubble, похоже, обнаружил воду. Есть и миры, совсем не похожие на колыбель человечества, настолько экзотические, что там идут рубиновые дожди.
Самый результативный метод поиска экзопланет – это метод транзитов. Суть его чрезвычайно проста. Когда между наблюдателем и звездой проходит планета, она частично затмевает звезду, и наблюдаемая яркость светила характерным образом падает. Такие участки падения светимости в записываемом земными астрономами спектре повторяются регулярно, с каждым оборотом планеты вокруг звезды. Они-то и служат знаком того, что и у этого далёкого солнца есть своя семья.
Понятно, что не каждую планету можно обнаружить с Земли методом транзитов. Как минимум, она должна быть достаточно большой и, что ещё важнее, находиться к своей звезде достаточно близко. Именно поэтому большинство обнаруженных экзопланет достаточно долго составляли горячие юпитеры.
В данном случае срабатывает так называемый эффект селекции, когда метод исследования влияет на его результат. Его суть хорошо передаётся известным анекдотом: "Интернетом пользуется 100% россиян – таков результат опроса, проведённого в интернете". Исправление полученных данных с учётом селекции – вечная головная боль астрономов.
Впрочем, то, какого размера обнаруживаются планеты и насколько они удалены от звезды, в конечном счёте определяются инструментом. Уже "Кеплер" (Kepler) был рассчитан на то, чтобы открывать планеты размером с Землю в зоне обитаемости звёзд. Правда, уж очень не вовремя у него вышли из строя гироскопы.
Но есть препятствие, которое не обойти и самым совершенным приборам. Бывает, что планета в своём движении вообще не пересекает линию "звезда – наблюдатель". Тогда она не устраивает "затмения" для земных телескопов и потому не может быть обнаружена.
Группа учёных из Королевского университета Белфаста в Великобритании и Института исследований Солнечной системы имени Макса Планка в Германии решила взглянуть на эти ограничения с другой стороны. Откуда можно обнаружить, что у Солнца есть планеты, если пользоваться методом транзитов?
Во-первых, какие именно "наши" планеты могут быть обнаружены? Сразу же выяснилось, что Юпитер и другие гиганты для этой цели бесполезны. Несмотря на свои габариты, они находятся слишком далеко от нашего родного светила, чтобы устроить наблюдаемый транзит. Остаётся ближайшая свита Солнца: Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Сколько из них можно обнаружить одновременно? Катя Поппенхагер (Katja Poppenhaeger), один из авторов исследования, говорит: "Мы считаем, что наугад выбравший позицию наблюдатель имел бы примерно 1 из 40 шансов наблюдать хотя бы одну планету. Вероятность обнаружить две планеты будет примерно в десять раз ниже, а три планеты – меньше ещё в десять раз".
Из тысяч известных экзопланет астрономы отобрали 68 миров, наблюдатели которых могли бы обнаружить хотя бы одну из четырёх планет (если бы они имели земные технологии). Девять миров расположены идеально: с них можно наблюдать сразу три планеты. К сожалению, ни один из них не пригоден для жизни в нашем понимании. Обнаружить из одной точки все четыре планеты – задача, по-видимому, невыполнимая.
Астрономы уже знают кое-что о том, как часто землеподобные планеты встречаются в зоне обитаемости, хотя эти данные, конечно же, далеко не полны. Исходя из этой информации, исследователи предположили, что должно быть около девяти ещё не открытых, но потенциально обитаемых миров, жители которых могли бы обнаружить Землю. Если им, конечно, придёт в голову искать планеты методом транзитов у ничем не примечательной жёлтой звезды на окраине Галактики.
Научная статья с результатами исследования опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Неизвестно, как с методом транзитов обстоят дела у братьев по разуму, а вот каждый землянин может открыть новые планеты. Для этого достаточно стать участником проекта Planet Hunters. Волонтёры просматривают через Интернет графики светимости звёзд, записанные в ходе наблюдений "Кеплера", и ищут на них те самые характерные падения, которые говорят о транзитах.
Это очень просто. Для этого не нужно никаких знаний, просто немного свободного времени. Учёные очень благодарны своим многочисленным помощникам, поскольку по части распознавания образов человеческое зрение всё ещё намного превосходит даже самые совершенные компьютерные программы.
Кстати, это далеко не единственный проект, где астрономам требуются внимательные глаза добровольцев. Например, не так давно мы рассказывали про поиск пауков на Марсе. Правда, "паук" в данном случае не членистоногое, а характерная форма рельефа. Что, впрочем, не делает поиск менее увлекательным.