tokë e njomur

Në janar 2020, NASA raportoi se anija kozmike TESS kishte zbuluar ekzoplanetin e saj të parë potencialisht të banueshëm në madhësinë e Tokës, që rrotullohet rreth një ylli rreth 100 vite dritë larg.

Planeti është pjesë Sistemi TOI 700 (TOI qëndron për TESS Objektet e interesit) është një yll i vogël, relativisht i ftohtë, d.m.th., një xhuxh i klasës spektrale M, në yjësinë e Peshkut të Artë, që ka vetëm rreth 40% të masës dhe madhësisë së Diellit tonë dhe gjysmën e temperaturës së sipërfaqes së tij.

Objekti i emërtuar TOI 700 d dhe është një nga tre planetët që rrotullohen rreth qendrës së tij, më i largët prej tij, duke kaluar një shteg rreth një ylli çdo 37 ditë. Ndodhet në një distancë të tillë nga TOI 700 që teorikisht të jetë në gjendje të mbajë ujë të lëngshëm në det, që ndodhet në zonën e banueshme. Ai merr rreth 86% të energjisë që Dielli ynë i jep Tokës.

Sidoqoftë, simulimet mjedisore të krijuara nga studiuesit duke përdorur të dhëna nga Sateliti Transiting Ekzoplanet Survey (TESS) treguan se TOI 700 d mund të sillet shumë ndryshe nga Toka. Për shkak se rrotullohet në sinkron me yllin e tij (që do të thotë se njëra anë e planetit është gjithmonë në dritën e ditës dhe tjetra në errësirë), mënyra se si formohen retë dhe fryn era mund të jetë pak ekzotike për ne.

1. Krahasimi i Tokës dhe TOI 700 d, me vizualizimin e sistemit të kontinenteve të Tokës në një ekzoplanet

Astronomët konfirmuan zbulimin e tyre me ndihmën e NASA-s. Teleskopi Hapësinor Spitzere cila sapo ka përfunduar aktivitetin e saj. Fillimisht, Toi 700 u klasifikua gabimisht si shumë më i nxehtë, duke i bërë astronomët të besonin se të tre planetët ishin shumë afër njëri-tjetrit dhe për këtë arsye shumë të nxehtë për të mbështetur jetën.

Emily Gilbert, një anëtare e ekipit të Universitetit të Çikagos, tha gjatë prezantimit të zbulimit. -

Studiuesit shpresojnë që në të ardhmen të përdoren mjete të tilla si Teleskopi hapësinor James Webbqë NASA planifikon të vendosë në hapësirë ​​në vitin 2021, ata do të jenë në gjendje të përcaktojnë nëse planetët kanë një atmosferë dhe do të jenë në gjendje të studiojnë përbërjen e saj.

Studiuesit përdorën softuer kompjuterik për të modelimi hipotetik i klimës planeti TOI 700 d. Meqenëse nuk dihet ende se çfarë gazesh mund të jenë në atmosferën e tij, janë testuar opsione dhe skenarë të ndryshëm, duke përfshirë opsione që supozojnë atmosferën moderne të Tokës (77% azot, 21% oksigjen, metan dhe dioksid karboni), përbërja e mundshme atmosfera e Tokës 2,7 miliardë vjet më parë (kryesisht metan dhe dioksid karboni) dhe madje edhe atmosfera marsiane (shumë dioksid karboni), e cila ndoshta ekzistonte atje 3,5 miliardë vjet më parë.

Nga këto modele, u zbulua se nëse atmosfera e TOI 700 d përmban një kombinim të metanit, dioksidit të karbonit ose avullit të ujit, planeti mund të jetë i banueshëm. Tani ekipi duhet të konfirmojë këto hipoteza duke përdorur teleskopin e lartpërmendur Webb.

Në të njëjtën kohë, simulimet klimatike të kryera nga NASA tregojnë se atmosfera dhe presioni i gazit të Tokës nuk janë të mjaftueshme për të mbajtur ujin e lëngshëm në sipërfaqen e saj. Nëse vendosim të njëjtën sasi gazesh serrë në TOI 700 d si në Tokë, temperatura e sipërfaqes do të ishte ende nën zero.

Simulimet nga të gjitha ekipet pjesëmarrëse tregojnë se klima e planetëve rreth yjeve të vegjël dhe të errët si TOI 700, megjithatë, është shumë e ndryshme nga ajo që përjetojmë në Tokën tonë.

Lajme interesante

Shumica e asaj që dimë për ekzoplanetet, ose planetët që rrotullohen rreth sistemit diellor, vjen nga hapësira. Ai skanoi qiejt nga viti 2009 deri në vitin 2018 dhe gjeti mbi 2600 planetë jashtë sistemit tonë diellor.

NASA më pas ia kaloi stafetën e zbulimit sondës TESS(2), e lëshuar në hapësirë ​​në prill 2018 në vitin e parë të funksionimit, si dhe nëntëqind objekteve të pakonfirmuara të këtij lloji. Në kërkim të planetëve të panjohur për astronomët, observatori do të pastrojë të gjithë qiellin, pasi ka parë mjaftueshëm 200 XNUMX. yjet më të ndritshëm.

2. Sateliti tranzit për eksplorimin e ekzoplaneteve

TESS përdor një seri sistemesh kamerash me kënd të gjerë. Ai është i aftë të studiojë masën, madhësinë, densitetin dhe orbitën e një grupi të madh planetësh të vegjël. Sateliti punon sipas metodës kërkimi në distancë për uljet e ndriçimit potencialisht duke treguar për tranzite planetare - kalimi i objekteve në orbitë përpara fytyrave të yjeve të tyre mëmë.

Muajt ​​e fundit kanë qenë një seri zbulimesh jashtëzakonisht interesante, pjesërisht falë observatorit hapësinor ende relativisht të ri, pjesërisht me ndihmën e instrumenteve të tjera, duke përfshirë ato me bazë tokësore. Në javët para takimit tonë me binjakun e Tokës, u bë fjalë për zbulimin e një planeti që rrotullohet rreth dy diejve, ashtu si Tatooine nga Star Wars!

Planeti TOI 1338 b gjendet XNUMX vite dritë larg, në yjësinë e Artistit. Madhësia e tij është midis madhësive të Neptunit dhe Saturnit. Objekti përjeton eklipse të rregullta të ndërsjella të yjeve të tij. Ata rrotullohen rreth njëri-tjetrit në një cikël pesëmbëdhjetëditor, njëri pak më i madh se Dielli ynë dhe tjetri shumë më i vogël.

Në qershor 2019, u shfaq informacioni se dy planetë të tipit tokësor u zbuluan fjalë për fjalë në oborrin tonë hapësinor. Kjo është raportuar në një artikull të botuar në revistën Astronomy and Astrophysics. Të dy vendet janë të vendosura në një zonë ideale ku mund të formohet uji. Ata ka të ngjarë të kenë një sipërfaqe shkëmbore dhe rrotullohen rreth Diellit, i njohur si ylli i Tigardenit (3), ndodhet vetëm 12,5 vite dritë nga Toka.

- tha autori kryesor i zbulimit, Matthias Zechmeister, Studiues, Instituti i Astrofizikës, Universiteti i Göttingen, Gjermani. -

3. Sistemi i yjeve të Teegarden, vizualizimi

Nga ana tjetër, botët e panjohura intriguese të zbuluara nga TESS korrikun e kaluar sillen rreth e rrotull Yjet e UCAC4 191-004642, shtatëdhjetë e tre vite dritë nga Toka.

Sistemi planetar me një yll pritës, tani etiketuar si TOI 270, përmban të paktën tre planetë. Një prej tyre, TOI 270 f, pak më i madh se Toka, dy të tjerët janë mini-Neptune, që i përkasin një klase planetësh që nuk ekzistojnë në sistemin tonë diellor. Ylli është i ftohtë dhe jo shumë i ndritshëm, rreth 40% më i vogël dhe më pak masiv se Dielli. Temperatura e sipërfaqes së saj është rreth dy të tretat më e ngrohtë se ajo e shoqëruesit tonë yjor.

Sistemi diellor TOI 270 ndodhet në konstelacionin e Artistit. Planetët që e përbëjnë atë orbitojnë aq afër yllit saqë orbitat e tyre mund të përshtaten në sistemin satelitor shoqërues të Jupiterit (4).

4. Krahasimi i sistemit TOI 270 me sistemin e Jupiterit

Eksplorimi i mëtejshëm i këtij sistemi mund të zbulojë planetë shtesë. Ata që orbitojnë më larg nga Dielli se TOI 270 d mund të jenë mjaft të ftohtë për të mbajtur ujë të lëngshëm dhe përfundimisht të krijojnë jetë.

TESS ia vlen një vështrim më i afërt

Pavarësisht numrit relativisht të madh të zbulimeve të ekzoplaneteve të vegjël, shumica e yjeve të tyre prindër janë midis 600 dhe 3 metra larg. vite dritë nga Toka, shumë larg dhe shumë e errët për vëzhgime të hollësishme.

Ndryshe nga Kepleri, fokusi kryesor i TESS është të gjejë planetë rreth fqinjëve më të afërt të diellit që janë mjaft të shndritshëm për t'u vëzhguar tani dhe më vonë me instrumente të tjera. Nga prilli 2018 e deri më sot, TESS ka zbuluar tashmë mbi 1500 planetë kandidatë. Shumica e tyre janë më shumë se dyfishi i madhësisë së Tokës dhe duhen më pak se dhjetë ditë për të orbituar. Si rezultat, ata marrin shumë më shumë nxehtësi se planeti ynë dhe janë shumë të nxehtë për të ekzistuar uji i lëngshëm në sipërfaqen e tyre.

Është uji i lëngshëm që nevojitet në mënyrë që ekzoplaneti të bëhet i banueshëm. Shërben si një tokë edukate për kimikate që mund të ndërveprojnë me njëri-tjetrin.

Teorikisht, besohet se format ekzotike të jetës mund të ekzistojnë në kushtet e presionit të lartë ose temperaturave shumë të larta - siç është rasti me ekstremofilët që gjenden pranë kanaleve hidrotermale, ose me mikrobet e fshehura pothuajse një kilometër nën shtresën e akullit të Antarktidës Perëndimore.

Megjithatë, zbulimi i organizmave të tillë u bë i mundur nga fakti se njerëzit ishin në gjendje të studionin drejtpërdrejt kushtet ekstreme në të cilat ata jetojnë. Fatkeqësisht, ato nuk mund të zbuloheshin në hapësirë ​​të thellë, veçanërisht nga një distancë prej shumë vitesh dritë.

Kërkimi për jetën dhe madje edhe vendbanimin jashtë sistemit tonë diellor është ende tërësisht i varur nga vëzhgimi në distancë. Sipërfaqet e dukshme të lëngshme të ujit që krijojnë kushte potencialisht të favorshme për jetën, mund të ndërveprojnë me atmosferën e mësipërme, duke krijuar biosignature të dallueshme nga distanca të dukshme me teleskopë me bazë tokësore. Këto mund të jenë përbërje gazi të njohura nga Toka (oksigjen, ozon, metan, dioksid karboni dhe avujt e ujit) ose përbërës të atmosferës së Tokës së lashtë, për shembull, 2,7 miliardë vjet më parë (kryesisht metan dhe dioksid karboni, por jo oksigjen). ).

Në kërkim të një vendi "të drejtë" dhe planetit që jeton atje

Që nga zbulimi i 51 Pegasi b në 1995, janë identifikuar mbi XNUMX ekzoplanetë. Sot ne e dimë me siguri se shumica e yjeve në galaktikën tonë dhe në univers janë të rrethuar nga sisteme planetare. Por vetëm disa dhjetëra ekzoplanete të gjetura janë botë potencialisht të banueshme.

Çfarë e bën një ekzoplanet të banueshëm?

Kushti kryesor është uji i lëngshëm i përmendur tashmë në sipërfaqe. Që kjo të jetë e mundur, para së gjithash na duhet kjo sipërfaqe e fortë, d.m.th. tokë shkëmborepor gjithashtu atmosferën, dhe mjaft i dendur për të krijuar presion dhe për të ndikuar në temperaturën e ujit.

Ju gjithashtu duhet ylli i djathtëi cili nuk zbret shumë rrezatim në planet, i cili fryn atmosferën dhe shkatërron organizmat e gjallë. Çdo yll, duke përfshirë Diellin tonë, lëshon vazhdimisht doza të mëdha rrezatimi, kështu që padyshim që do të ishte e dobishme për ekzistencën e jetës të mbrohej prej tij. një fushë magnetikesiç prodhohet nga bërthama metalike e lëngshme e Tokës.

Megjithatë, duke qenë se mund të ketë mekanizma të tjerë për të mbrojtur jetën nga rrezatimi, ky është vetëm një element i dëshirueshëm, jo ​​një kusht i domosdoshëm.

Tradicionalisht, astronomët kanë qenë të interesuar për zonat e jetës (ekosferat) në sistemet yjore. Këto janë rajone rreth yjeve ku temperatura mbizotëruese e pengon ujin të vlojë ose të ngrijë vazhdimisht. Për këtë zonë flitet shpesh. "Zona Zlatovlaski"sepse “vetëm për jetë”, që i referohet motiveve të një përralle popullore për fëmijë (5).

5. Zona e jetës rreth yllit

Dhe çfarë dimë deri më tani për ekzoplanetet?

Zbulimet e bëra deri më sot tregojnë se diversiteti i sistemeve planetare është shumë, shumë i madh. Të vetmit planetë për të cilët ne dinim diçka rreth tre dekada më parë ishin në sistemin diellor, kështu që menduam se objekte të vogla dhe të forta rrotullohen rreth yjeve, dhe vetëm më larg tyre ka hapësirë ​​të rezervuar për planetë të mëdhenj të gaztë.

Sidoqoftë, doli se nuk ka fare "ligje" në lidhje me vendndodhjen e planetëve. Ne hasim gjigantë gazi që pothuajse fërkohen me yjet e tyre (të ashtuquajturit Jupiterë të nxehtë), si dhe sisteme kompakte të planetëve relativisht të vegjël si TRAPPIST-1 (6). Ndonjëherë planetët lëvizin në orbita shumë të çuditshme rreth yjeve binarë, dhe ka gjithashtu planetë "endacakë", me shumë mundësi të nxjerra nga sistemet e reja, që notojnë lirshëm në zbrazëtinë ndëryjore.

6. Vizualizimi i planetëve të sistemit TRAPPIST-1

Kështu, në vend të ngjashmërisë së ngushtë, ne shohim diversitet të madh. Nëse kjo ndodh në nivelin e sistemit, atëherë pse kushtet e ekzoplaneteve duhet t'i ngjajnë gjithçkaje që dimë nga mjedisi i afërt?

Dhe, duke shkuar edhe më poshtë, përse format e jetës hipotetike duhet të jenë të ngjashme me ato që ne kemi njohur?

Super kategori

Bazuar në të dhënat e mbledhura nga Kepler, në vitin 2015 një shkencëtar i NASA-s llogariti se vetë galaktika jonë ka miliardë planetë të ngjashëm me TokënI. Shumë astrofizikanë kanë theksuar se ky ishte një vlerësim konservator. Në të vërtetë, kërkime të mëtejshme kanë treguar se Rruga e Qumështit mund të jetë shtëpia e saj 10 miliardë planetë tokësorë.

Shkencëtarët nuk donin të mbështeteshin vetëm në planetët e gjetur nga Kepleri. Metoda e tranzitit e përdorur në këtë teleskop është më e përshtatshme për zbulimin e planetëve të mëdhenj (siç është Jupiteri) sesa planetët me madhësinë e Tokës. Kjo do të thotë se të dhënat e Keplerit ndoshta po falsifikojnë paksa numrin e planetëve si i yni.

Teleskopi i famshëm vëzhgoi rënie të vogla në shkëlqimin e një ylli të shkaktuar nga një planet që kalonte përpara tij. Objektet më të mëdha në mënyrë të kuptueshme bllokojnë më shumë dritë nga yjet e tyre, duke i bërë më të lehtë për t'u dalluar. Metoda e Keplerit u fokusua në yjet e vegjël, jo më të shndritshëm, masa e të cilave ishte rreth një e treta e masës së Diellit tonë.

Teleskopi Kepler, edhe pse jo shumë i mirë në gjetjen e planetëve të vegjël, ka gjetur një numër mjaft të madh të të ashtuquajturave super-Tokë. Ky është emri i ekzoplaneteve me masë më të madhe se Toka, por shumë më pak se Urani dhe Neptuni, të cilët janë përkatësisht 14,5 dhe 17 herë më të rëndë se planeti ynë.

Kështu, termi "super-tokë" i referohet vetëm masës së planetit, që do të thotë se nuk i referohet kushteve sipërfaqësore ose banueshmërisë. Ekziston edhe një term alternativ "xhuxhët e gazit". Sipas disave, mund të jetë më i saktë për objektet në pjesën e sipërme të shkallës së masës, megjithëse një term tjetër përdoret më shpesh - "mini-Neptuni" i përmendur tashmë.

U zbuluan super-tokat e para Alexander Volshchan i Dalea Fraila вокруг pulsar PSR B1257+12 në vitin 1992. Dy planetët e jashtëm të sistemit janë poltergeysти fobtor - ata kanë një masë rreth katër herë më të madhe se masa e Tokës, e cila është shumë e vogël për të qenë gjigantë gazi.

Super-Toka e parë rreth një ylli të sekuencës kryesore është identifikuar nga një ekip i udhëhequr nga Lumi Eugenioy në 2005. Ajo sillet rreth Glize 876 dhe mori emërtimin Gliese 876 d (Më parë, në këtë sistem u zbuluan dy gjigantë gazi me madhësinë e Jupiterit). Masa e saj e vlerësuar është 7,5 herë më e madhe se masa e Tokës, dhe periudha e revolucionit rreth saj është shumë e shkurtër, rreth dy ditë.

Ka objekte edhe më të nxehta në klasën super-Tokë. Për shembull, u zbulua në 2004 55 Kankri është, i vendosur dyzet vite dritë larg, rrotullohet rreth yllit të tij në ciklin më të shkurtër të çdo ekzoplaneti të njohur - vetëm 17 orë e 40 minuta. Me fjalë të tjera, një vit në 55 vjeç Cancri e merr më pak se 18 orë. Eksoplaneti rrotullohet rreth 26 herë më afër yllit të tij sesa Mërkuri.

Afërsia me yllin do të thotë se sipërfaqja e 55 Cancri e është si pjesa e brendshme e një furre shpërthyese me një temperaturë prej të paktën 1760°C! Vëzhgimet e reja nga teleskopi Spitzer tregojnë se 55 Cancri e ka një masë 7,8 herë më të madhe dhe një rreze pak më shumë se dyfishin e asaj të Tokës. Rezultatet e Spitzer sugjerojnë se rreth një e pesta e masës së planetit duhet të përbëhet nga elementë dhe komponime të lehta, duke përfshirë ujin. Në këtë temperaturë, kjo do të thotë se këto substanca do të ishin në një gjendje "superkritike" midis lëngut dhe gazit dhe mund të largoheshin nga sipërfaqja e planetit.

Por super-tokat nuk janë gjithmonë aq të egra.Korrikun e kaluar, një ekip ndërkombëtar astronomësh duke përdorur TESS zbuloi një ekzoplanet të ri të këtij lloji në yjësinë Hidra, rreth tridhjetë e një vjet dritë nga Toka. Artikulli i shënuar si GJ 357 d (7) dyfishi i diametrit dhe gjashtëfishi i masës së Tokës. Ndodhet në skajin e jashtëm të zonës së banimit të yllit. Shkencëtarët besojnë se mund të ketë ujë në sipërfaqen e kësaj super-Toke.

ajo tha Diana Kosakovskdhe Hulumtues në Institutin Max Planck për Astronomi në Heidelberg, Gjermani.

7. Planeti GJ 357 d - vizualizimi

Një sistem në orbitë rreth një ylli xhuxh, rreth një e treta e madhësisë dhe masës së Diellit tonë dhe 40% më i ftohtë, po plotësohet nga planetët tokësorë. GJ 357 б dhe një tjetër super tokë GJ 357 s. Studimi i sistemit u publikua më 31 korrik 2019 në revistën Astronomy and Astrophysics.

Shtatorin e kaluar, studiuesit raportuan se një super-Tokë e sapo zbuluar, 111 vite dritë larg, është "kandidati më i mirë i habitatit i njohur deri më tani". Zbuluar në vitin 2015 nga teleskopi Kepler. K2-18b (8) shumë i ndryshëm nga planeti ynë vendas. Ai ka më shumë se tetë herë masën e tij, që do të thotë se është ose një gjigant akulli si Neptuni ose një botë shkëmbore me një atmosferë të dendur dhe të pasur me hidrogjen.

Orbita e K2-18b është shtatë herë më afër yllit të saj sesa distanca e Tokës nga Dielli. Megjithatë, meqenëse objekti rrotullohet rreth një xhuxhi M të kuq të errët, kjo orbitë është në një zonë potencialisht të favorshme për jetën. Modelet paraprake parashikojnë që temperaturat në K2-18b variojnë nga -73 në 46°C, dhe nëse objekti ka pothuajse të njëjtin reflektim si Toka, temperatura mesatare e tij duhet të jetë e ngjashme me tonën.

– tha një astronom nga University College London gjatë një konference për shtyp, Angelos Tsiaras.

Është e vështirë të jesh si toka

Një analog i Tokës (i quajtur gjithashtu një planet binjak i Tokës ose i ngjashëm me Tokën) është një planet ose hënë me kushte mjedisore të ngjashme me ato që gjenden në Tokë.

Mijëra sistemet e yjeve ekzoplanetarë të zbuluar deri më tani janë të ndryshëm nga sistemi ynë diellor, duke konfirmuar të ashtuquajturat hipoteza e tokës së rrallëI. Megjithatë, filozofët theksojnë se universi është aq i madh sa diku duhet të ketë një planet pothuajse identik me tonin. Është e mundur që në të ardhmen e largët të jetë e mundur të përdoret teknologjia për të marrë artificialisht analoge të Tokës nga të ashtuquajturat. . Në modë tani teoria shumëteorike ata sugjerojnë gjithashtu se një homolog tokësor mund të ekzistojë në një univers tjetër, apo edhe të jetë një version tjetër i vetë Tokës në një univers paralel.

Në nëntor 2013, astronomët raportuan se, bazuar në të dhënat nga teleskopi Kepler dhe misionet e tjera, mund të ketë deri në 40 miliardë planetë në madhësinë e Tokës në zonën e banueshme të yjeve të ngjashëm me diellin dhe xhuxhëve të kuq në galaktikën e Rrugës së Qumështit.

Shpërndarja statistikore tregoi se më e afërta prej tyre mund të hiqet nga ne jo më shumë se dymbëdhjetë vjet dritë. Në të njëjtin vit, disa kandidatë të zbuluar nga Kepleri me diametër më të vogël se 1,5 herë rrezja e Tokës u konfirmuan se ishin yje që rrotulloheshin në zonën e banueshme. Megjithatë, vetëm në vitin 2015 u shpall kandidati i parë pranë Tokës - egzoplanetę Kepler-452b.

Probabiliteti për të gjetur një analog të Tokës varet kryesisht nga atributet që dëshironi të jeni. Kushtet standarde, por jo absolute: madhësia e planetit, graviteti i sipërfaqes, madhësia dhe lloji i yllit mëmë (d.m.th. analog diellor), distanca dhe stabiliteti i orbitës, pjerrësia dhe rrotullimi boshtor, gjeografia e ngjashme, prania e oqeaneve, atmosfera dhe klima, magnetosfera e fortë. .

Nëse atje do të ekzistonte jeta komplekse, pyjet mund të mbulonin pjesën më të madhe të sipërfaqes së planetit. Nëse do të ekzistonte jeta inteligjente, disa zona mund të urbanizoheshin. Megjithatë, kërkimi për analogji të sakta me Tokën mund të jetë mashtrues për shkak të rrethanave shumë specifike në dhe rreth Tokës, për shembull, ekzistenca e Hënës ndikon në shumë fenomene në planetin tonë.

Laboratori i Banueshmërisë Planetare në Universitetin e Porto Rikos në Arecibo së fundmi përpiloi një listë të kandidatëve për analogët e Tokës (9). Më shpesh, ky lloj klasifikimi fillon me madhësinë dhe masën, por ky është një kriter iluzion, duke pasur parasysh, për shembull, Venusin, e cila është afër nesh, e cila është pothuajse e njëjtë me madhësinë e Tokës dhe çfarë kushtesh mbizotërojnë në të. , dihet.

9. Ekzoplanetë premtues - analogë të mundshëm të Tokës, sipas Laboratorit të Banueshmërisë Planetare

Një tjetër kriter i përmendur shpesh është se analogu i Tokës duhet të ketë gjeologji të ngjashme sipërfaqësore. Shembujt më të afërt të njohur janë Marsi dhe Titani, dhe përderisa ka ngjashmëri në aspektin e topografisë dhe përbërjes së shtresave sipërfaqësore, ka edhe dallime të rëndësishme, si temperatura.

Në fund të fundit, shumë materiale sipërfaqësore dhe forma të tokës lindin vetëm si rezultat i ndërveprimit me ujin (për shembull, argjila dhe shkëmbinjtë sedimentarë) ose si nënprodukt i jetës (për shembull, gur gëlqeror ose qymyr), ndërveprimi me atmosferën, aktiviteti vullkanik. , ose ndërhyrje njerëzore.

Kështu, një analog i vërtetë i Tokës duhet të krijohet përmes proceseve të ngjashme, duke pasur një atmosferë, vullkane që ndërveprojnë me sipërfaqen, ujë të lëngshëm dhe një formë jete.

Në rastin e atmosferës supozohet edhe efekti serë. Në fund, përdoret temperatura e sipërfaqes. Ai ndikohet nga klima, e cila nga ana tjetër ndikohet nga orbita dhe rrotullimi i planetit, secila prej të cilave prezanton variabla të rinj.

Një kriter tjetër për një analog ideal të tokës jetëdhënës është se duhet orbitë rreth analogut diellor. Megjithatë, ky element nuk mund të justifikohet plotësisht, pasi një mjedis i favorshëm është në gjendje të sigurojë pamjen lokale të shumë llojeve të ndryshme të yjeve.

Për shembull, në Rrugën e Qumështit, shumica e yjeve janë më të vegjël dhe më të errët se Dielli. Njëri prej tyre u përmend më herët TRAPPIST-1, ndodhet në një distancë prej 10 vitesh dritë në yjësinë e Ujorit dhe është rreth 2 herë më i vogël dhe është 1. herë më pak i ndritshëm se Dielli ynë, por në zonën e tij të banueshme ka të paktën gjashtë planetë tokësorë. Këto kushte mund të duken të pafavorshme për jetën siç e njohim ne, por TRAPPIST-XNUMX ka të ngjarë të ketë një jetë më të gjatë përpara nesh sesa ylli ynë, kështu që jeta ka ende shumë kohë për t'u zhvilluar atje.

Uji mbulon 70% të sipërfaqes së Tokës dhe konsiderohet si një nga kushtet hekuri për ekzistencën e formave të jetës të njohura për ne. Me shumë mundësi, bota e ujit është një planet Kepler-22p, i vendosur në zonën e banueshme të një ylli të ngjashëm me diellin, por shumë më i madh se Toka, përbërja e tij kimike aktuale mbetet e panjohur.

E kryer në vitin 2008 nga një astronom Michaela Meyerdhe nga Universiteti i Arizonës, studimet e pluhurit kozmik në afërsi të yjeve të sapoformuar si Dielli tregojnë se 20 deri në 60% e analogëve të Diellit kemi prova të formimit të planetëve shkëmborë në procese të ngjashme me ato që çuan në formim. të Tokës.

Në 2009 Alan Boss nga Instituti i Shkencës Carnegie sugjeroi se vetëm në galaktikën tonë Rruga e Qumështit mund të ekzistojë 100 miliardë planetë të ngjashëm me tokënh.

Në vitin 2011, Laboratori i Propulsionit Jet i NASA-s (JPL), i bazuar gjithashtu në vëzhgimet nga misioni Kepler, arriti në përfundimin se afërsisht 1,4 deri në 2,7% e të gjithë yjeve të ngjashëm me diellin duhet të rrotullohen rreth planetëve të madhësisë së Tokës në zona të banueshme. Kjo do të thotë se mund të ketë 2 miliardë galaktika vetëm në galaktikën e Rrugës së Qumështit, dhe duke supozuar se ky vlerësim është i vërtetë për të gjitha galaktikat, mund të ketë edhe 50 miliardë galaktika në universin e vëzhgueshëm. 100 kuintilionë.

Në vitin 2013, Qendra Harvard-Smithsonian për Astrofizikën, duke përdorur një analizë statistikore të të dhënave shtesë të Kepler-it, sugjeroi se ekziston të paktën 17 miliardë planetë madhësia e Tokës - pa marrë parasysh vendndodhjen e tyre në zonat e banuara. Një studim i vitit 2019 zbuloi se planetët me madhësinë e Tokës mund të rrotullohen rreth një prej gjashtë yjeve të ngjashëm me diellin.

Model mbi ngjashmëri

Indeksi i ngjashmërisë së tokës (ESI) është një masë e sugjeruar e ngjashmërisë së një objekti planetar ose sateliti natyror me Tokën. Ai u projektua në një shkallë nga zero në një, me Tokën i caktuar një vlerë prej një. Parametri synon të lehtësojë krahasimin e planetëve në baza të të dhënave të mëdha.

ESI, i propozuar në vitin 2011 në revistën Astrobiology, kombinon informacionin rreth rrezes, densitetit, shpejtësisë dhe temperaturës së sipërfaqes së një planeti.

Faqja e internetit e mirëmbajtur nga një prej autorëve të artikullit të vitit 2011, Abla Mendes nga Universiteti i Puerto Rikos, jep llogaritjet e tij të indekseve për sisteme të ndryshme ekzoplanetare. ESI Mendesa llogaritet duke përdorur formulën e treguar në ilustrimi 10ku x_i ato_i0 janë vetitë e trupit jashtëtokësor në raport me Tokën, v_i eksponenti i ponderuar i secilës veti dhe numri i përgjithshëm i vetive. Është ndërtuar mbi bazën Indeksi i ngjashmërisë Bray-Curtis.

Pesha e caktuar për çdo pronë, w_i, është çdo opsion që mund të zgjidhet për të nënvizuar disa veçori mbi të tjerat, ose për të arritur indeksin e dëshiruar ose pragjet e renditjes. Faqja e internetit kategorizon gjithashtu atë që përshkruan si mundësinë e të jetuarit në ekzoplanetë dhe ekzo-hëna sipas tre kritereve: vendndodhjen, ESI dhe sugjerimin e mundësisë së mbajtjes së organizmave në zinxhirin ushqimor.

Si rezultat, u tregua, për shembull, se ESI i dytë më i madh në sistemin diellor i përket Marsit dhe është 0,70. Disa nga ekzoplanetët e listuar në këtë artikull e tejkalojnë këtë shifër, dhe disa të zbuluar së fundmi Tigarden b ka ESI-në më të lartë të çdo ekzoplaneti të konfirmuar, në 0,95.

Kur flasim për ekzoplanete të ngjashme me Tokën dhe të banueshme, nuk duhet të harrojmë mundësinë e ekzoplaneteve të banueshme ose ekzoplaneteve satelitore.

Ekzistenca e ndonjë sateliti natyror ekstrasolar ende nuk është konfirmuar, por në tetor 2018 Prof. David Kipping njoftoi zbulimin e një ekzohëne të mundshme që rrotullohet rreth objektit Kepler-1625p.

Planetët e mëdhenj në sistemin diellor, si Jupiteri dhe Saturni, kanë hëna të mëdha që janë të zbatueshme në disa aspekte. Rrjedhimisht, disa shkencëtarë kanë sugjeruar që planetët e mëdhenj ekstradiellorë (dhe planetët binare) mund të kenë satelitë të ngjashëm të mëdhenj potencialisht të banueshëm. Një hënë me masë të mjaftueshme është në gjendje të mbajë një atmosferë të ngjashme me Titanin, si dhe ujin e lëngshëm në sipërfaqe.

Me interes të veçantë në këtë drejtim janë planetët masivë ekstradiellorë që dihet se janë në zonën e banueshme (të tilla si Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b dhe HD 37124 c) sepse ata potencialisht kanë satelitë natyralë me ujë të lëngshëm në sipërfaqe.

Jeta rreth një ylli të kuq apo të bardhë?

Të armatosur me gati dy dekada zbulimesh në botën e ekzoplaneteve, astronomët tashmë kanë filluar të krijojnë një pamje të asaj se si mund të duket një planet i banueshëm, megjithëse shumica janë fokusuar në atë që ne tashmë dimë: një planet i ngjashëm me Tokën që rrotullohet rreth një xhuxhi të verdhë si e jona. Dielli, i klasifikuar si një yll i sekuencës kryesore të tipit G. Po yjet më të vegjël M të kuq, nga të cilët ka shumë më tepër në galaktikën tonë?

Si do të ishte shtëpia jonë nëse do të rrotullohej rreth një xhuxhi të kuq? Përgjigja është paksa e ngjashme me Tokën, dhe kryesisht jo si Toka.

Nga sipërfaqja e një planeti të tillë imagjinar, para së gjithash do të shihnim një diell shumë të madh. Duket se një e gjysmë deri në tre herë më shumë se sa kemi para syve tanë tani, duke pasur parasysh afërsinë e orbitës. Siç sugjeron emri, dielli do të shkëlqejë i kuq për shkak të temperaturës së tij më të ftohtë.

Xhuxhët e kuq janë dy herë më të ngrohtë se dielli ynë. Në fillim, një planet i tillë mund të duket paksa i huaj për Tokën, por jo tronditës. Dallimet e vërteta bëhen të dukshme vetëm kur kuptojmë se shumica e këtyre objekteve rrotullohen në sinkron me yllin, kështu që njëra anë gjithmonë përballet me yllin e saj, siç bën Hëna jonë me Tokën.

Kjo do të thotë se ana tjetër mbetet vërtet e errët, pasi nuk ka qasje në një burim drite - ndryshe nga Hëna, e cila ndriçohet pak nga Dielli nga ana tjetër. Në fakt, supozimi i përgjithshëm është se pjesa e planetit që mbeti në dritën e përjetshme të ditës do të digjej dhe ajo që u zhyt në natën e përjetshme do të ngrinte. Megjithatë... nuk duhet të jetë kështu.

Për vite me radhë, astronomët përjashtuan rajonin e xhuxhit të kuq si një vend gjuetie në Tokë, duke besuar se ndarja e planetit në dy pjesë krejtësisht të ndryshme nuk do ta bënte asnjërën prej tyre të pabanueshme. Megjithatë, disa vërejnë se botët atmosferike do të kenë një qarkullim specifik që do të bëjë që retë e dendura të grumbullohen në anën me diell për të parandaluar rrezatimin intensiv që të djegë sipërfaqen. Rrymat qarkulluese do të shpërndanin gjithashtu nxehtësinë në të gjithë planetin.

Përveç kësaj, kjo trashje e atmosferës mund të sigurojë mbrojtje të rëndësishme gjatë ditës kundër rreziqeve të tjera të rrezatimit. Xhuxhët e rinj të kuq janë shumë aktivë në miliarda vitet e para të aktivitetit të tyre, duke lëshuar flakë dhe rrezatim ultravjollcë.

Retë e trasha ka të ngjarë të mbrojnë jetën e mundshme, megjithëse organizmat hipotetikë kanë më shumë gjasa të fshihen thellë në ujërat planetare. Në fakt, shkencëtarët sot besojnë se rrezatimi, për shembull, në rrezen ultravjollcë, nuk ndërhyn në zhvillimin e organizmave. Në fund të fundit, jeta e hershme në Tokë, nga e cila lindën të gjithë organizmat e njohur për ne, përfshirë homo sapiens, u zhvillua në kushte të rrezatimit të fortë UV.

Kjo korrespondon me kushtet e pranuara në ekzoplanetin më të afërt të ngjashëm me Tokën, i njohur për ne. Astronomët nga Universiteti Cornell thonë se jeta në Tokë ka përjetuar rrezatim më të fortë se sa dihet Proxima-b.

Proxima-b, i vendosur vetëm 4,24 vite dritë nga sistemi diellor dhe planeti më i afërt shkëmbor i ngjashëm me Tokën që njohim (edhe pse nuk dimë pothuajse asgjë për të), merr 250 herë më shumë rreze X se Toka. Ajo gjithashtu mund të përjetojë nivele vdekjeprurëse të rrezatimit ultravjollcë në sipërfaqen e saj.

Mendohet se ekzistojnë kushte të ngjashme me proxima-b për TRAPPIST-1, Ross-128b (gati njëmbëdhjetë vite dritë nga Toka në yjësinë e Virgjëreshës) dhe LHS-1140 b (dyzet vjet dritë nga Toka në yjësinë Cetus). sistemeve.

Supozime të tjera shqetësojnë shfaqja e organizmave të mundshëm. Meqenëse një xhuxh i kuq i errët do të lëshonte shumë më pak dritë, supozohet se nëse planeti që rrotullohet rreth tij përmban organizma që ngjasojnë me bimët tona, ata do të duhet të thithin dritën në një gamë shumë më të gjerë të gjatësive valore për fotosintezën, që do të thotë se "ekzoplanetët" mund të të jetë pothuajse i zi për mendimin tonë (Shiko gjithashtu: ). Megjithatë, këtu ia vlen të kuptohet se në Tokë njihen edhe bimët me ngjyrë të ndryshme nga jeshile, të cilat thithin dritën paksa ndryshe.

Kohët e fundit, studiuesit janë interesuar për një kategori tjetër objektesh - xhuxhët e bardhë, të ngjashëm në madhësi me Tokën, të cilët nuk janë rreptësisht yje, por krijojnë një mjedis relativisht të qëndrueshëm rreth tyre, duke rrezatuar energji për miliarda vjet, gjë që i bën ata objektiva intrigues për kërkime ekzoplanetare. .

Përmasat e tyre të vogla dhe, si rezultat, sinjali i madh tranzit i një ekzoplaneti të mundshëm bëjnë të mundur vëzhgimin e atmosferave të mundshme planetare shkëmbore, nëse ka, me teleskopët e gjeneratës së re. Astronomët duan të përdorin të gjithë observatorët e ndërtuar dhe të planifikuar, duke përfshirë teleskopin James Webb, tokësor Teleskop jashtëzakonisht i madhsi dhe të ardhmen origjina, HabEx i LUVUARnëse lindin.

Ekziston një problem në këtë fushë të mrekullueshme të zgjerimit të kërkimit, kërkimit dhe eksplorimit të ekzoplaneteve, i parëndësishëm për momentin, por një problem që mund të bëhet i ngutshëm me kalimin e kohës. Epo, nëse, falë instrumenteve gjithnjë e më të avancuara, më në fund arrijmë të zbulojmë një ekzoplanet - binjakun e Tokës që plotëson të gjitha kërkesat komplekse, të mbushur me ujë, ajër dhe temperaturë të duhur, dhe ky planet do të duket "i lirë" , atëherë pa teknologji që ju lejon të fluturoni atje në një kohë të arsyeshme, duke kuptuar se mund të jetë një mundim.

Por, për fat të mirë, ende nuk kemi një problem të tillë.