Протягом трьох десятиліть астрономи каталогізували понад 6000 планет за межами нашої Сонячної системи, але жодна з них не відповідала характеристикам Землі. Зараз, у грудні цього року, на Канарських островах стартує новий спеціалізований проект з однією метою: знайти аналог Землі. Експеримент із пошуком Землі стане першою систематичною операцією з пошуку планет, схожих на Землю, що обертаються навколо зірок, схожих на Сонце, оснащених достатньою роздільною здатністю та спостережливими зобов’язаннями для успіху.
Чому це важливо: шукайте придатні для життя світи
Нестача екзопланет, схожих на Землю, — це не лише академічне розчарування; це фундаментально формує наше розуміння формування планет і потенціал життя за межами Землі. Більшість екзопланет, відкритих на сьогоднішній день, є або газовими гігантами, або скелястими «субнептунами», що обертаються навколо маленьких тьмяних зірок — середовища, яке різко відрізняється від нашого. Знахідка справжньої копії Землі не тільки підтвердить теоретичні моделі, але й забезпечить важливі цілі для майбутніх місій, які шукатимуть біосигнатури, безпомилкові ознаки життя.
Труднощі у виявленні планет, схожих на Землю
Виявляти планети, схожі на Землю, надзвичайно складно через їх тьмяність і довгі орбітальні періоди. Сучасні методи покладаються на непрямі вимірювання, такі як відстеження коливань зірки, викликаних гравітаційним тяжінням планети, що обертається. Це коливання є мінімальним для планет розміром із Землю, і для його підтвердження потрібно кілька років, оскільки сигнал втрачається через зоряний шум. Це все одно, що намагатися помітити світлячка біля багаття.
Більшість підтверджених екзопланет більші за Землю та обертаються набагато ближче до своїх зірок, що полегшує виявлення їх коливань. Ця зміна залишає критичне питання без відповіді: чи є земні системи рідкісними, чи вони просто поза межами наших поточних можливостей виявлення?
HARPS3: Новий інструмент для полювання
Експеримент із пошуку Землі використовуватиме HARPS3, найсучасніший спектрограф, призначений для вимірювання руху зірок із безпрецедентною точністю. Модернізація існуючого телескопа 1960-х років виявилася економнішою, ніж будівництво нового, зберігаючи при цьому точність і знижуючи витрати. Прилад може виявляти рух зірок зі швидкістю 10 сантиметрів на секунду — приблизно зі швидкістю повзаючої дитини — шляхом аналізу тонких зсувів довжин хвиль зоряного світла.
Щоб подолати зоряний шум, проект спостерігатиме до 50 сонцеподібних зірок щоночі протягом повного десятиліття, використовуючи повністю автоматизовані спостереження для максимальної ефективності. Команда відібрала зірки, параметри яких були найбільш схожі з параметрами нашого Сонця, віддаючи пріоритет якості даних.
Навіщо шукати такі планети, як Земля? Полювання на все життя
Відсутність земних систем ускладнює пошук позаземного життя. Багато відомих екзопланетних систем є ворожими: зірки типу М випромінюють жорстоке випромінювання, а планети, що заблоковані припливами, зазнають екстремальних коливань температури. Шукати життя в незнайомих світах набагато складніше, ніж шукати життя на планеті, схожій на нашу.
Ось чому вчені вважають, що наш найкращий шанс знайти позаземне життя — це планета розміром із Землю в зоні проживання зірки, схожої на Сонце. Таке відкриття відкриє нові можливості для вивчення атмосфери та виявлення біосигнатур.
Глобальні зусилля: співпраця та майбутні місії
Експеримент Finding Earth є частиною більшої міжнародної діяльності. Місія NASA Kepler ідентифікувала приблизно 2600 екзопланет, і дослідники очікують знайти принаймні двох кандидатів, схожих на Землю, у зоні проживання. Потім ці кандидати стануть головними цілями для майбутніх місій, таких як запропонована НАСА Обсерваторія придатних для життя екзопланет або Великий європейський інтерферометр екзопланет.
Датська команда також планує подібні п’ятирічні пошуки в Чилі, доповнивши проект на Канарських островах дослідженням південного неба. Якщо в рамках експерименту з пошуку Землі через десять років не вдасться знайти аналог Землі, це означатиме, що наша планета може бути більш унікальною, ніж вважалося раніше.
Зрештою, пошуки двійника Землі потребують спільних глобальних зусиль. Незалежно від того, буде він успішним чи ні, пошук дасть цінну інформацію про планетарні системи та наше місце у Всесвіті.
