Близько половини сонцеподібних зірок мають скелясті, потенційно жилі планети

З тих пір, як астрономи підтвердили наявність планет поза нашою Сонячною системою, званих екзопланетами, людство цікавить: як багато з них можуть утримувати життя.

Зараз, ми на один крок ближче до відповіді, розповідають в НАСА.

Відповідно до нового дослідження, проведеного з використанням даних космічного телескопа Кеплера -- відставної місії НАСА з полювання на планети, -- близько половини зірок, схожих на наше Сонце за температурою, могли б мати кам'янисту планету, здатну підтримувати рідку воду на своїй поверхні.

Наша галактика нараховує близько 300 мільйонів цих потенційно придатних для життя світів, що ґрунтується на результатах дослідження, оприлюднених нещодавно та запланованих на опублікування в "The Astronomical Journal". Деякі з цих екзопланет навіть можуть бути нашими міжзоряними сусідами, причому чотири з них потенційно знаходяться в межах 30 світлових років від нашого Сонця, а найближча, ймовірно, приблизно в 20 світлових роках від нас.

Дослідження допомагає нам зрозуміти потенціал цих планет мати елементи, що підтримують життя. Це важлива частина астробіології, вивчення витоків життя та майбутнього у нашому Всесвіті.

Авторами дослідження є вчені NASA, які працювали над місією Кеплера разом із колегами з усього світу. NASA вивело з експлуатації космічний телескоп у 2018 році після того, як у нього закінчилося паливо. Дев'ять років спостережень телескопа показали, що в нашій галактиці мільярди планет -- планет більше, ніж зірок.

"Кеплер вже сказав нам, що планет мільярди, але тепер ми знаємо, що значна частина цих планет можуть бути скелястими і придатними для життя", - сказав провідний автор Стів Брайсон, Співробітник Науково-дослідницького центру НАСА ім. Еймса у каліфорнійській Силіконовій долині. "Хоча цей результат далеко не остаточний, і вода на поверхні планети є лише одним із багатьох факторів для підтримування життя, надзвичайно захоплююче, що ми вирахували, що ці світи є такими поширеними з такою високою впевненістю і точністю".

Для розрахунку цієї частоти виявлення команда розглядала екзопланети з радіусом від 0,5 до 1,5 радіусу Землі, обмежуючись планетами, які, швидше за все, є скелястими. Вони також зосередилися на зірках, схожих на наше Сонце за віком та температурою, плюс-мінус до 2700 градусів за Цельсієм.

Це широкий діапазон різних зірок, кожна зі своїми особливими властивостями, які впливають на те, чи здатні скелясті планети на її орбіті підтримувати рідку воду. Ці складності частково пояснюють, чому так важко підрахувати кількість потенційно придатних для життя планет, особливо коли навіть наші найпотужніші телескопи ледве можуть виявити ці маленькі планети. Ось чому дослідницька група застосувала новий підхід.

Переосмислення способу визначення життєпридатності

Ця нова знахідка є значним кроком уперед від початковій місії Кеплера до зрозуміння скільки потенційно придатних для життя світів існує в нашій галактиці. У попередніх оцінках частотності, також відомої як частота виявлення, таких планет ігнорувався взаємозв'язок між температурою зірки і типами світла, що виділяється зіркою і поглинається планетою.

Новий аналіз враховує ці взаємозв'язки і забезпечує більш повне розуміння того, чи здатна дана планета підтримувати рідку воду та, можливо, життя. Такий підхід став можливим завдяки поєднанню остаточного набору даних Кеплера про планетарні сигнали з даними про енерговиділення кожної зірки з обширного масиву даних місії Gaia Європейського космічного агентства.

"Ми завжди знали, як визначати життєпридатність просто зі значення фізичної відстані планети від зірки, щоб не було занадто жарко чи холодно, що залишило нам багато припущень", - сказав Раві Коппарапу, автор наукової статті та вчений з Центру космічних польотів NASA ім. Годдарда в Грінбелті, штат Меріленд. "Дані Gaia про зірки дозволили нам поглянути на ці планети та їхні зірки абсолютно по-новому".

Gaia надала інформацію про кількість енергії, яка падає на планету від зірки-господаря, виходячи з потоку зірки, або загальної кількості енергії, що виділяється в певній зоні протягом певного часу. Це дозволило дослідникам підійти до їх аналізу таким чином, щоб визнати різноманітність зірок і сонячних систем у нашій галактиці.

"Не кожна зірка однакова", - сказав Коппарапу. "І не кожна планета".

Хоча точний ефект все ще вивчається, атмосфера планети визначає, скільки світла потрібно, щоб рідка вода була на поверхні планети. Використовуючи консервативну оцінку впливу атмосфери, дослідники підрахували частоту виявлення до значення близько 50% -- тобто приблизно половина зірок, схожих на Сонце, мають скелясті планети, здатні утримувати рідку воду на своїх поверхнях. Альтернативне оптимістичне визначення жилої зони оцінюється у приблизно 75%.

Майбутні дослідження за діаграмами спадщини Кеплера

Цей результат базується на багаторічній роботі з аналізу даних Кеплера для отримання частоти виялення, і створює основу для майбутніх спостережень за екзопланетами, які ґрунтуватимуться на тому, наскільки поширеними, як ми зараз очікуємо, будуть ці скелясті, потенційно придатні для життя світи. Подальші дослідження продовжуватимуть вдосконалювати показник, повідомляючи про ймовірність пошуку таких видів планет і підживлюючи плани на наступні етапи досліджень екзопланет, включаючи майбутні телескопи.

"Знання того, наскільки поширені різні види планет, є надзвичайно цінним для розробки майбутніх місій з пошуку екзопланет", - сказала співавтор Мішель Кунімото, яка працювала над цим документом після закінчення докторської дисертації щодо частоти поширення екзопланет в Університеті Британської Колумбії і нещодавно приєдналася до команди TESS (Супутник спостереження за транзитами екзопланет) у Массачусетському технологічному інституті в Кембриджі, штат Массачусетс. "Спостереження, націлені на невеликі, потенційно придатні для життя планети навколо схожих на Сонце зірок, залежатимуть від таких результатів, щоб максимізувати їх шанси на успіх".

Після виявлення понад 2800 підтверджених планет за межами нашої Сонячної системи, дані, зібрані космічним телескопом Кеплера, продовжують давати важливі нові відкриття про наше місце у Всесвіті. Хоча поле зору Кеплера охоплювало лише 0,25% неба -- та область, яку покрила б ваша долоня, якби ви тримали її на відстані витягнутої руки у напрямку до неба -- його дані дозволили вченим екстраполювати, що дані місії означають для решти галактики. Ця робота продовжується з нинішнім мисливцем за планетами НАСА, телескопом TESS.

"Для мене цей результат є прикладом того, як багати ми змогли відкрити лише завдяки тому невеликому погляду за межі нашої Сонячної системи", - сказав Брайсон. "Ми бачимо, що наша галактика захоплююча, із захоплюючими світами, і деякі з них можуть не надто відрізнятися від нашого".

Читайте ще цікаві новини про космос.