Новая экзопланета, похожая на Землю, станет открытием столетия. Почему?

Вчера ученые Европейской южной обсерватории (ESO) подтвердили открытие экзопланеты, похожей на Землю, в потенциально обитаемой зоне Проксимы Центавра — ближайшей к нам звезды. Хотя об этом открытии мы написали еще неделю назад, очевидно, одной статьей тут не отделаться: новая планета уже тянет на открытие столетия. Слухи о возможном обнаружении экзопланеты, которая вполне могла бы стать другой Землей, появились еще 12 августа в немецком еженедельнике Der Spiegel. Ссылаясь на анонимный источник в Обсерватории Ла-Силла, журнал утверждал, что планета «может быть похожей на Землю и вращается на таком расстоянии от Проксимы Центавра, что на ее поверхности может быть жидкая вода — важное требование для появления жизни».

Теперь мы знаем, что эти слухи были правдой: подтверждено, что вокруг Проксимы Центавра, небольшой красной карликовой звезды, всего в 4,25 светового года от нас вращается планета. Проксима Центавра чуть ближе, чем знаменитая пара Альфы и Беты Альфы Центавра. Планета называется Проксима b, и команда ESO оценивает ее массу в 1,3 земной.

Орбита планеты пролегает почти в семи миллионах километров от Проксимы Центавра, это 5% расстояния между Землей и нашим собственным Солнцем. Также эта звезда намного холоднее нашего Солнца, поэтому Проксима b все еще находится в «потенциально обитаемой зоне» экзопланет, в которой температура позволяет воде находиться в жидком состоянии на поверхности.

С тех пор, как в 1995 году была обнаружена первая экзопланета, астрономы определили больше 3000 таких тел, обращающихся возле далеких звезд. «Мы живем во Вселенной, которая кишит планетами земного типа», говорит Педро Амадо из Instituto de Astrofisica de Andalucia. Красные карликовые звезды вроде Проксимы Центавра в особенности считаются подходящим убежищем для небольших твердых планет размером с Землю.

По словам руководителя и координатора проекта Гиллема Англада-Эскуде из Университета королевы Марии в Лондоне, первые намеки на эту новую планету появились в 2013 году, но чтобы утверждать об открытии, не хватало доказательств. Последняя кампания наблюдения была названа Pale Red Dot (потому что Проксима Центавра — красный карлик), вдохновленная знаменитым описанием Земли, данным Карлом Саганом: pale blue dot (бледная голубая точка).

Группа из 31 ученого из восьми стран взяла за основу эффект Доплера, чтобы обнаружить слабое колебание в спектре света Проксимы Центавра, которое приближается и удаляется от Земли каждые 11,2 дня на скорости порядка 5 км/ч. Такое колебание может быть вызвано гравитационным буксиром, которым обладает комета. Совместив данные кампании Pale Red Dot с данными, собранными ранее, между 2000 и 2014 годами, астрономы подтвердили резкий пик — значительно выше порога обнаружения — в данных доплеровского сдвига, указывающий на экзопланету размером с Землю.

Технология для обнаружения Проксимы b существовала уже по меньшей мере десять лет, почему же астрономы смогли найти планету только сейчас? Это потому что Проксима Центавра довольно активна, как для звезды, и ее естественная яркость может имитировать сигнал возможной планеты. Группе ученых пришлось полагаться на наблюдения двух других телескопов, чтобы точно понять, как меняется яркость звезды с течением времени, и исключить возможность ложного сигнала. По мнению Англада-Эскуде, шанс на то, что этот сигнал ложно-положительный, примерно 1 к 10 миллионам.

Пока непонятно, обладает ли новая экзопланета атмосферой. Поскольку Проксима Центавра является относительно активной звезды, Проксима b получает рентгеновское облучение, в 400 раз превышающее то, что мы имеем на Земле, и это может привести к улетучиванию атмосферы прочь.

Но Ансгар Райнерс из Геттингенского университета в Германии говорит, что все зависит от того, как и когда сформировалась экзопланета. Возможно, она сформировалась подальше, где присутствовала вода, а после мигрировала ближе к своей звезде, или же сформировалась изначально близко к Проксиме Центавра. В первом сценарии наличие атмосферы будет более вероятно.

«Есть много моделей и симуляций, которые производят самые разные результаты, включая возможную атмосферу и воду, — говорит Райнерс. — Мы пока не имеем ни малейшего понятия, но существование атмосферы определенно возможно». Это был бы сильный аргумент в пользу возможного наличия жизни на планете. И относительная близость к нашей Солнечной системе делает возможным роботизированное исследование в течение одного поколения.

«Время жизни Проксимы составляет несколько триллионов лет, почти в тысячу раз больше, чем оставшееся время жизни Солнца», говорит Ави Леб из Гарвардского университета, возглавляющий консультативный комитет инициативы Breakthrough Starshot миллиардера Юрия Мильнера. «Потенциально обитаемая твердая планета возле Проксимы будет первым местом, куда сможет отправиться наша цивилизация после того, как Солнце умрет через пять миллиардов лет».

Инициатива Starshot, о которой мы рассказывали в апреле, представляет собой программу по поиску и исследованию возможностей межзвездного путешествия на 100 миллионов долларов. Первый этап включает строительство легких самоходных «наноаппаратов», которые смогут двигаться на скорости в 20% световой. Такой космический аппарат достигнет Альфы Центавра через 20 лет после запуска. В настоящее время ученые проекта пытаются продемонстрировать возможность использования мощных лазерных пучков, с помощью которых будет двигаться легкий парус.

По словам Леба, открытие потенциально обитаемой планеты возле Проксимы Центавра открывает для миссии прекрасную мишень. Космический аппарат, оснащенный камерой и различными фильтрами, сможет сделать цветные снимки планеты и определить, является ли она зеленой (то есть имеет жизнь), голубой (с океанами на поверхности) или просто коричневой (сухая порода). Желание узнать о планете больше — а именно есть ли на ней жизнь — даст инициативе Starshot чувство спешки, направленной на сбор фактов о планете. В частности, тех, которые нельзя достать, используя текущее поколение земных телескопов на Земле.

«Мы определенно надеемся, что уже в течение одного поколения сможем запустить эти нанозонды, — говорил Питер Уорден из Breakthrough Prize Foundation во время недавней пресс-конференции. — Возможно, к 2060 году. Теперь мы знаем, что в пределах досягаемости предлагаемой нами системы есть как минимум одна интересная цель. Мы сможем получить снимки и узнать, существует ли там жизнь, возможно, продвинутая. Это большие вопросы, и мы получим на них ответы уже в этом столетии».

Важность открытия планеты земного типа так близко к Земле в том, что мы сможем узнать о ней больше, буквально потрогать ее, очень и очень скоро. Это может быть находкой столетия, потому что уже на этом веку мы ее «посетим».