Млечный путь № 1 2017

Павел АМНУЭЛЬ
НОВОСТИ КОСМОСА И НЕ ТОЛЬКО

Планетная система TRAPPIST-1 – лучшее на сегодня место для поиска внеземной жизни

В феврале нынешнего года НАСА сообщило об открытии звездной системы с несколькими землеподобными планетами. Находится она не так далеко от нас: всего в 40 световых годах. Существующие технологии космических полетов не позволяют человеку достичь объекта, находящегося от Земли на таком расстоянии. Но изучать эту звездную систему все же проще, чем большинство других звездных систем с экзопланетами, располагающихся в сотнях, если не тысячах, световых годах от Солнечной системы.

Всего в этой звездной системе TRAPPIST-1 семь планет, три из них расположены в зоне, где возможно существование воды в жидком виде. Остальные планеты находятся слишком далеко или слишком близко от своей звезды. Соответственно, они либо представляют собой холодные миры, покрытые льдом, либо эти планеты слишком горячие для существования воды в жидком виде. Сейчас о системе TRAPPIST-1 появилось больше данных, так что можно уже лучше понять, с чем мы столкнулись.

О том, что у холодного и тусклого красного карлика с каталожным номером 2MASS J23062928-0502285 есть планетная система, ученые узнали еще в мае 2016 года благодаря объединенной команде астрономов из Бельгии и США. Открытие было сделано с использованием роботизированного 0,6-метрового телескопа TRAPPIST (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope), расположенного в обсерватории ESO Ла-Силья в Чили. Три из семи планет были открыты транзитным методом, то есть их обнаружили при прохождении планет по диску звезды. По глубине затмения можно определить размер планеты, которая проходит по диску, что и было сделано.

Возможно, именно так выглядит поверхность планеты TRAPPIST-1f.

Подробности открытия планет в системе TRAPPIST-1

В 2016 ученые, открывшие эту звезду, наблюдали несколько затемнений ее диска. Эти периодические явления были объяснены прохождением по диску планет, которые в этот момент оказываются между своей звездой и наблюдателем с Земли. После того, как астрономы рассказали об увиденном, они получили право использовать время телескопа NASA Spitzer в течение всей второй половины 2016 года. Ученые решили беспрерывно наблюдать за открытой системой в течение 20 дней. Spitzer и другие наземные телескопы позволили специалистам изучить 34 затемнения диска звезды — это даже больше, чем астрономы изначально рассчитывали.

После тщательного анализа был сделан вывод о существовании у красного карлика TRAPPIST-1 сразу семи землеподобных планет, что на данный момент – рекорд. Других звездных систем с таким количеством планет земного типа пока ученые не видели. Планеты получили обозначения TRAPPIST 1 b, c, d, e, f, g, и h. Дальнейшее изучение моментов прохождения экзопланет по диску звезды помогло выяснить размеры, характеристики орбит и массы планет в этой системе. Также ученые получили информацию о гравитационном влиянии планет друг на друга.

Что удалось узнать о звезде TRAPPIST и ее планетах

Звезда TRAPPIST-1 — красный карлик. Ее масса составляет всего 8% массы нашего светила, так что она по размерам лишь немногим больше Юпитера. К слову, красные карлики довольно распространены в нашей Галактике, и составляют 15% от общего количества звезд во Млечном Пути. Планеты в этой звездной системе «упакованы» довольно плотно. Наиболее удаленная от своей звезды планета системы TRAPPIST 1 — h вращается на расстоянии 0,06 астрономических единиц (астрономическая единица – расстояние от Солнца до Земли, примерно 150 млн км), наиболее близкая — на расстоянии 0,01 а. е. Планеты Солнечной системы распределены более равномерно и находятся от Солнца гораздо дальше. Например, Меркурий расположен на расстоянии 0,39 а. е., а ведь это самая близкая к звезде планета в нашей системе. Конечно, TRAPPIST 1 сравнивать с Солнечной системой нельзя, но этот факт примечателен.

Вероятно, планеты сформировались около 500 млн лет назад вместе со своей звездой. Все семь планет движутся по круговым орбитам в одном направлении.

Размер планет b, c, e, f, g сравним с размером Земли. Планеты d, h по характеристикам схожи с Марсом. Все семь планет — каменные, газовых гигантов в этой системе нет.

Исходя из того, сколько эти планеты получают от своей звезды энергии, можно предположить, что на поверхности трех из них (e, f, g) может существовать вода в жидком виде.

Есть и еще один важный момент. Звезда TRAPPIST 1 излучает столько же ультрафиолета и рентгеновских лучей, сколько и Солнце. При этом планеты в этой системе находятся гораздо ближе к своей звезде, чем планеты Солнечной системы. Значит, они постоянно получают огромную дозу указанных типов излучения. Ученые предполагают, что все семь планет постоянно повернуты к своему светилу одной стороной, что снижает вероятность существования жизни.

Вот к каким результатам пришли ученые:

Планета

Масса

(M_⊕)

Радиус

(R_⊕)

Период обращения

(дней)

Большая полуось

орбиты (а. е.)

Эксцентриситет

орбиты

b

0,8±0,7

1,1

1,51

0,011

< 0,081

c

1,4±0,6

1,1

2,42

0,015

< 0,083

d

0,4±0,3

0,8

4,04

0,021

< 0,070

e

0,6±0,6

0,9

6,10

0,028

< 0,085

f

0,7±0,2

1,0

9,21

0,037

< 0,063

g

1,3±0,9

1,1

12,35

0,045

< 0,061

h

−

0,7

~20

~0,063

Что остается неизвестным?

В общем-то, об этой системе предстоит узнать еще многое. Сейчас, к сожалению, ученые могут лишь предполагать многие вещи. Никто не знает, есть ли на поверхности одной или более планет в системе TRAPPIST 1 жидкая вода (реки, моря, океаны). Ее может и не быть. Например, Венера и Марс находятся на таком расстоянии от Солнца, когда есть возможность существования жидкой воды на поверхности. Но, как мы знаем, ни на Марсе, ни, тем более, на Венере водоемов с жидкой водой нет.

Тем более, неизвестно, есть ли там жизнь. Предполагать ее существование можно, но это вовсе необязательно. К сожалению, человек пока что так и не обнаружил жизни на других планетах даже в пределах собственной Солнечной системы, не говоря уже про экзопланеты.

Почему это важно?

На самом деле, открытие это исключительно важное. Дело в том, что система TRAPPIST 1 идеально подходит для изучения происхождения и эволюции землеподобных планет. Наблюдение за этими экзопланетами поможет выяснить, почему Земля, Марс и Венера начали развиваться в равных условиях, а затем стали резко отличаться друг от друга.

«Это Розеттский камень, на котором есть информация сразу на семи различных языках — это семь разных планет, которые могут дать нам интересную информацию относительно формирования таких объектов», – говорит один из участников исследования.

Кроме того, изучение миров, подобных нашему, может привести к обнаружению внеземной жизни. Да, пока этого не произошло, но в будущем все возможно. Если человек все же обнаружит жизнь на других планетах, это позволит значительно расширить текущую картину мира.

Один из сотрудников НАСА, Роберт Фрост, предлагает сравнить значимость возможного открытия внеземной жизни с выходом некоего племени, тысячи лет жившего где-то в изоляции в пещерах, на другие земли. Здесь это племя впервые видит птицу и понимает, что формы жизни могут быть совсем иными, чем те, что они видели до сих пор. Затем племя видит рыбу, понимая, что есть и жизнь, которая живет в воде. Все это может изменить мироощущение и мировосприятие племени, приведя к кардинальным изменениям в его развитии.

То же можно сказать и о нашей современной цивилизации. Мы знаем лишь о жизни, основа которой – углерод. Форм этой жизни просто огромное количество, но углерод, если так можно выразиться – основа всего сущего. На других планетах человек ищет, в первую очередь, углеродную жизнь и проявления жизнедеятельности углеродных организмов.

Современные открытия ученых позволяют говорить о том, что Земля вовсе не уникальная планета. Есть и другие планеты, которые очень на нее похожи. На их поверхности могут быть теплые моря или океаны, там есть углерод, а значит, может существовать углеродная жизнь. Так это или нет — еще предстоит выяснить. Но вероятность вовсе не нулевая.

***

Все перечисленные причины говорят, что система TRAPPIST-1 должна стать целью тщательного радиопрослушивания. И, по-видимому, оно уже проводится. Так в недавней заявке на телескопе Хаббл говорится о детальных радионаблюдениях системы. Кроме того, интересно отметить, что коричневые карлики и поздние красные карлики сами являются известными радиоисточниками. К этому времени зарегистрировано радиоизлучение от порядка десятка таких объектов. Наблюдаемый уровень радиоизлучения от таких объектов составляет десятки миллиЯн, что на порядок превышает недавно зарегистрированное радиоизлучение от ближайших солнцеподобных звезд. Тем самым вероятно в ближайшем будущем земные радиотелескопы смогут достоверно зарегистрировать радиозатмения от планет системы TRAPPIST-1.

Открытие системы TRAPPIST-1 стало триумфом наземной астрономии, так как она стала первой планетной системой, в которой с помощью наземных телескопов нашли сразу несколько транзитных планет. Раньше этим могли похвастаться лишь космические телескопы. Более того, из-за очень низкой светимости главного светила системы в оптическом диапазоне (19 звездная величина) данная система является уникальной даже среди всего зоопарка открытий космического телескопа Кеплер:

И это только первый шаг в череде будущих открытий подобных планетных систем. Дело в том, что геометрическая вероятность транзита самой внутренней планеты TRAPPIST-1b составляет 5%. А учитывая, что к этому времени телескоп TRAPPIST искал транзитные планеты лишь у 60 подобных TRAPPIST-1 систем, то простой расчет показывает, что подобные планетные системы должны существовать у трети ультрахолодных карликов. Тем самым уникальная сегодня планетная система TRAPPIST-1 является лишь одной из десятков подобных планетных систем находящихся от нас на сравнимом расстоянии. Многие из этих пока неизвестных систем должны находиться в несколько раз ближе, чем TRAPPIST-1.

Астрономы уже горят желанием открыть эти неизвестные планетные системы у тусклых светил, которые могут обладать потенциально обитаемыми планетами. С одной стороны, первооткрыватели TRAPPIST-1 развивают проект SPECULOOS (http://za-neptunie.livejournal.com/173973.html) по установке четырехметровых телескопов в Южной Европейской обсерватории. Начиная с нынешнего года эти телескопы, начнут поиск планетных систем подобных TRAPPIST-1 у пятисот южных ультрахолодных карликов. С другой стороны, завершается строительство северного телескопа TRAPPIST (копии существующего телескопа в ESO) в марокканской обсерватории Oukaпmeden.

После завершения строительства северного телескопа TRAPPIST, он произведет поиск планетных систем подобных TRAPPIST-1 у нескольких десятков ближайших и ярчайших ультрахолодных карликов на северном небе (недоступном для наблюдений из Южной Европейской Обсерватории). Возможно, этому телескопу удаться найти еще более интересные аналоги TRAPPIST-1, которые будут ближе, ярче и перспективнее с точки зрения поиска биосфер и разумных цивилизаций.

Подробнее об открытиях, сделанных в системе TRAPPIST-1, можно прочитать на сайтах

http://za-neptunie.livejournal.com/205631.html

http://astro-azbuka.ru/index.php?id=637

https://geektimes.ru/post/286272/

http://22century.ru/space/44411

.

* * *

Есть ли жизнь на Марсе?

Земные археи^{54}, производящие метан, легко выживают в марсианских условиях, поэтому теоретически этот газ в атмосфере Марса может появляться в результате деятельности местных микроорганизмов. Об этом сообщает сайт

https://life.ru/t/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0/980783/uchionyie_mietan_na_marsie_moghut_vyrabatyvat_mikroorghanizmy

.

Ученые из Университета Арканзаса (США) проверили, может ли Methanothermobacter wolfeii, вид архей, поглощающий водород и вырабатывающий метан, выжить под поверхностью Марса. Оказалось, что эти археи успешно делятся при всех испытанных в лаборатории условиях, имитирующих пребывание на Красной планете. Авторы считают, что данный вид вполне подходит для проживания в литосфере Марса. Ранее удалось выяснить, что он может обитать и на ее поверхности в районе водных потоков. Есть вероятность, что похожие микроорганизмы вырабатывают метан и на Марсе. Об исследовании сообщает сайт университета.

Микроорганизм Methanothermobacter wolfeii может выжить и на поверхности Марса, и под ней.

Исследователи подвергали Methanothermobacter wolfeii действию давления до 1200 земных атмосфер, нагревания до 55 градусов и уровня pH окружающей среды от 4,96 (кислые условия) до 9,13 (сильнощелочные условия). Во всех этих диапазонах археи не только не погибали, но и усиленно делились – быстрее, чем при нормальном давлении и pH. В кислой среде они размножались тем быстрее, чем выше было давление, в щелочной после нескольких сот атмосфер археи замедляли свой рост, но все равно не останавливали его.

Все модели недр Марса показывают, что на глубине от 1 до 30 километров температура и давление не выходят за рамки проверенных в этом исследовании в лаборатории. А pH без геологических изысканий узнать нельзя, но все практически мыслимые составы литосферы Марса должны иметь его в рамках диапазона, испытанного в эксперименте. Это означает, что, если в недрах Марса есть водород (углекислый газ туда попадает из атмосферы), метаногены этого вида могут процветать там.

Сегодня известно, что под поверхностью Марса немало воды. На поверхности она представлена главным образом льдом, но на глубине 600 метров и более достаточно тепло для перехода воды в жидкую форму. В ее присутствии нагретые горные породы подвергаются серпентинизации – процессу, при котором выделяется водород. Метаногены поглощают его и углекислый газ, в качестве продуктов жизнедеятельности выделяя метан.

Исследование мотивировано тем, что на Марсе в последние годы обнаружили атмосферный метан. Он появляется только в теплое время года, а в холодное быстро исчезает. Сам по себе этот газ быстро разрушается ультрафиолетом и без подпитки из подземных источников существовать не может. На Земле практически весь метан биогенного происхождения, то есть создан живыми организмами-метаногенами. Это породило подозрения, что на Марсе есть аналоги земных метаногенов. Новая работа впервые показывает, что они действительно могут жить в глубинах планеты, причем выдерживать невероятно высокое давление – большее, чем на дне Марианской впадины.

Археями называют одноклеточные микроорганизмы, отстоящие отдельно как от бактерий, так и от эукариот. Они не имеют клеточного ядра, а также каких-либо мембранных органелл. Археи способны существовать и размножаться в условиях, гибельных для бактерий и любых других организмов – например, в воде, нагретой до 120 градусов.

* * *

Мечты или цели?

Выдающееся достижение космической техники: успешное возвращение первой ступени ракеты-носителя в точку пуска. Добились этого инженеры и конструкторы американской частной компании Space X, созданной Илоном Маском. Имя Илона Маска стало символом новой генерации миллиардеров, главной целью которой является не бесконечное преумножение богатства, а технологический процесс.

Некоторые проекты Маска выглядят безумно, но сколько вещей считали невозможными в прошлом веке, ставшими сегодня обыденными?

О целях и планах Илона Маска, главы компаний Space X и Tesla Motors, рассказывает интернет-портал «Корреспондент.нет»

http://korrespondent.net/tech/science/3711546-mechty-yly-tsely-plany-ylona-maska-na-2025-hod

.

Илон Маск

План: увеличить запас хода электромобилей Tesla до 1 тысячи километров на одной зарядке

На сегодняшний день автомобили Tesla имеют самый большой запас хода из представленных на рынке электромобилей. К примеру, в среднем Model S может проехать без перезарядки 426 километров, а максимальный ее рекорд – около 800 километров.

Однако на этом Маск не собирается останавливаться.

«Я предполагаю, что за год или два мы бы могли достичь результата в тысячу километров. Я бы даже сказал, что в 2017 году это будет наверняка», – заявил он в интервью датскому изданию Borsen.

План: полностью автономные автомобили

Еще одно смелое обещание Маска: сделать свои автомобили полностью автономными к 2018 году. И это вполне реально, основная проблема лежит не в технической плоскости, а в законодательной. Предстоит выполнить массу различных работ, направленных на легализацию передвижения беспилотников по общественным дорогам.

Подобные автомобили смогут самостоятельно двигаться по дорогам без вмешательства человека: высчитывать безопасную дистанцию до соседнего транспортного средства, замедлять и ускорять свое движение, обгонять впереди идущие машины и перестраиваться с одной полосы в другую.

План: увеличить производство автомобилей до 500 тысяч к 2018 году

В 2015 году Tesla произвела более 50 тысяч машин, но Маск сказал, что компания планируют увеличить этот показатель до 500 тысяч единиц к 2018 году.

При этом он признает, что это очень амбициозная и агрессивная цель, однако отступать не собирается.

«Увеличение производства в пять раз за два года будет сложным и, вероятно, потребует привлечение дополнительного капитала, но это наша цель и мы будем тяжело трудиться, чтобы достичь ее», – говорится в письме компании к инвесторам.

План: увеличить производство автомобилей до миллиона к 2020 году

Но полмиллиона автомобилей в год для Маска – это просто промежуточная цель. К 2020 году глава Tesla хочет достичь показателя в миллион единиц в год.

Почему?

Потому что спрос на Model 3 оказался гораздо выше, чем ожидался, что заставило Tesla пересмотреть свои цели.

Так, всего лишь за неделю количество предзаказов на нее составило 325 тысяч. Затем количество заявок выросло до 400 тысяч.

Поэтому, как бы амбициозно не звучала эта цель, она вполне реальна.

План: удвоить количество электрозаправок

Стремительное увеличение производства электромобилей – не единственная цель. Компания также планирует развивать инфраструктуру для них.

Маск заявил, что Tesla планирует увеличить количество электрозапровок по всему миру с нынешних трех с половиной тысяч до семи тысяч.

План: превратить Tesla в энергетическую компанию

Компания Tesla не должна быть ограничена производством электромобилей, Маск хочет, чтобы она также производила энергию для них. Он объявил о планах приобрести фирму SolarCity, которой владеет его кузин, а сам Маск является председателем. После заключения сделки будет построена гигантский завод по созданию солнечных батарей. 170 тысяч зеркал смогут обеспечить дешевой и полностью экологичной электроэнергией более 100 тысяч домов.

План: сделать многоразовые ракеты реальностью

Посадка Falcon 9

Маск имеет большие виды на свою аэрокосмическую компанию SpaceX, с помощью которой пытается кардинально изменить освоение космоса.

Для этого компания работает над ракетами, которые можно использовать повторно. По словам Маска, это может сократить стоимость космического путешествия на целых 30 процентов.

С этой целью компания разработала ракеты-носители Falcon 1 и Falcon 9, а также космический корабль Dragon.

План: сделать путешествия в космос безопасными для человека

До сих пор ракеты SpaceX отправляли спутники в космос и осуществляли поставки на МКС. Однако Маск хочет, чтобы ракеты могли безопасно перевозить людей. Он заявил, что всего за два-три года, ракеты SpaceX будут достаточно безопасными для перевозки людей. Это заявление хоть и смелое, но реальное, так как SpaceX тесно сотрудничает с NASA, поэтому перевезти людей ей удастся раньше, чем другим частным компаниям.

План: Отправить человека на Марс к 2025 году

Многоразовые поездки, космические корабли и безопасность экипажа – все это лишь промежуточные цели Маска на пути к глобальной и самой амбициозной его цели: сделать межпланетные путешествия реальностью. Маск заявил о планах отправить астронавтов на Марс уже в 2024 году, чтобы они могли приземлиться на планету в 2025. Он также предположил, что данная миссия не обойдется без смертников. И тем не менее предприниматель убежден, что для подобной миссии найдутся желающие, поскольку некоторые люди «стремятся стать первопроходцами».

«Это опасно и, вероятно, люди будут умирать, – и они будут предупреждены об этом. И тогда они будут прокладывать путь и в конечном итоге сделают безопасной дорогу к Марсу и пребывание на этой планете. Но это дело далекого будущего», – отметил Маск.