После нескольких лет изучения Проксимы Центавра астрономы наконец-то нашли доказательство, что у этой звезды имеется планета, причем весьма похожая на Землю: размером лишь немного больше. К тому же орбита планеты располагается в обитаемой зоне звезды, то есть на ее поверхности может существовать вода в жидком виде.

Современную публику уже не удивляют сообщения об открытии экзопланет. Благодаря появлению эффективных методов обнаружения и таких аппаратов, как космический телескоп «Кеплер», счет зафиксированным эзкопланетам идет на тысячи. Интерес вызывают открытия экзопланет земного типа и экзопланет в звездных системах, расположенных недалеко от Солнечной системы. Нынешняя новость, о которой сообщила Европейская Южная Обсерватория, удовлетворяет сразу обоим условиям. Новая землеподобная планета настолько близка к Земле, что ближе уже некуда.

Найденная планета получила название Проксима b. Она вращается вокруг Проксимы Центавра – красного карлика, одного из трех компонентов Альфы Центавра. Расстояние до Земли от Проксимы Центавра составляет 4,25 светового года, не существует звезд, которые располагались бы еще ближе. Прошлый рекорд для планет, на которых возможно появление жизни, был равен 11,7 светового года. Он принадлежал планете Wolf 1061c в созвездии Змееносца.

Об открытии впервые сообщили журналисты немецкого еженедельника «Шпигель» в начале августа, ссылаясь на анонимный источник. Астрономы не торопились подтверждать это известие. Однако в начале этой недели Европейская Южная Обсерватория анонсировала, а 24 августа провела пресс-конференцию, на которой ученые рассказали подробности о Проксиме b. Также итоги их работы отражены в статье, опубликованной в журнале Nature.

Наблюдения за Проксимой Центавра ученые вели при помощи High Accuracy Radial velocity Planet Searcher (HARPS) установленного в обсерватории Ла-Силья в Чили на 3,6-метровом телескопе прибора. В 2012 году с его помощью обнаружили планету, которая вращается вокруг другого компонента тройной звезды – Альфы Центавра B, правда, сейчас существование этой планеты поставлено под сомнения.

Для обнаружения экзопланет HARPS использует спектрометрическое измерение радиальной скорости звезд («метод Доплера»). Он позволяет фиксировать признаки движения звезды. Поскольку, если у звезды имеется планета или несколько планет, они вращаются вокруг общего центра массы, то движения звезды позволяют вычислить невидимую нам планету. Обычно, чтобы этот эффект был заметен, требуется наличие у звезды нескольких планет или одной, но очень крупной планеты (например, так называемый «Супер-Юпитер»). Если же речь идет о планетах земного типа, то их влияние на положение звезды окажется незначительным. Общий центр массы системы звезда – планета в этом случае, скорее всего, окажется внутри звезды, поэтому она станет совершать лишь небольшие колебания. Но близость Проксимы Центавра к Земле позволила отследить и их.

Ученые наблюдали признаки планеты Проксима b в течение 60 ночей подряд начиная с января 2016 года. По их расчетам, масса этой планеты всего в 1,3 раза больше массы Земли, а вокруг своей звезды она обращается с периодом 11,2 дней. Проксима b расположена очень близко к звезде, на расстоянии, составляющем всего 5 % расстояния от Земли до Солнца. Но есть шанс, что поверхность этой планеты все-таки не выглядит как раскаленная пустыня. Дело в том, что Проксима Центавра – не слишком яркая звезда. По расчетам Проксима b получает лишь 65 % той энергии, которую получает Земля от Солнца. Так что на ее поверхности действительно может существовать жидкая вода. «Существует обоснованное подозрение, что эта планета может быть в состоянии стать вместилищем жизни», – говорит один из авторов открытия Гиллем Англада-Эскюде (Guillem Anglada-Escudé) из Университета королевы Марии в Лондоне.

Но все равно вряд ли на Проксиме b условия особо благоприятны для жизни. Сила гравитации скорее всего ориентировала ее так, что одно полушарие всегда смотрит на Проксиму Центавра, а второе – в противоположном направлении, подобно тому, как развернута Луна по отношению к Земле. В результате этого на одной половине планеты постоянный день, а на другой ночь, а разница температур между ними огромна. Пока приблизительные расчеты показывают, что средняя температура на Проксиме b должна быть равна –40°C, если же на ней имеется атмосфера, то этот показатель будет выше. Для сравнения на Земле, лишенной атмосферы и океанов, средняя температура поверхности равнялась бы от –20°C до –30°C.

Благодаря своей близости к Проксиме Центавра, планета получает в 100 раз больше излучения высокой энергии (в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазоне), чем Земля. Это фактор тоже не благоприятствует наличию жизни. Осложняет ситуацию и то, что Прксима Центавра – вспыхивающая переменная звезда, и во время вспышек ее светимость может возрастать в несколько раз. Защитой от частиц высоких энергий может послужить магнитное поле, но мы не знаем, есть ли оно у планеты Проксима b.

Помимо дискуссий о возможности наличия на Проксиме b воды и жизни, которые кажутся все-таки несколько преждевременными, с новой планетой связаны и другие загадки. Например, само образование каменистой планеты на таком небольшом расстоянии от звезды кажется маловероятным. По предположению, высказанному Гиллемом Англада-Эскюде, Проксима b могла сформироваться в другом месте, дальше от звезды, а затем по неясным пока причинам переместиться на более близкую орбиту. Если это так, то наличие на планете воды становится более вероятным.

Теперь астрономы стали пытаться зафиксировать проходы Проксимы b на фоне звездного диска Проксимы Центавра. Наблюдение таких проходов позволит им точнее определить размеры и массу планеты, а значит и рассчитать ее плотность, проверив гипотезу о том, что это каменистая, а не газовая планета. Звездный свет, проходящий через атмосферу Проксимы b, позволит ученым узнать, какие газы входят в ее состав. Но шансы наблюдать такие проходы в условиях Проксимы Центавра невелики. Поэтому основную надежду возлагают на космические телескопы «Джеймс Уэбб» и TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), которые еще только планируют запустить.

«Самая близкая к Земле» - такое звание получали разные экзопланеты по мере открытия все новых и новых планет вне Солнечной системы. Теперь титул переходит к планете Проксима Центавра b. Она найдена у самой близкой к нам звезды, и планет ближе ученые найти не рассчитывают.

Новая планета обращается вокруг звезды Проксима Центавра, которая находится в четырех световых годах от нас. «Это не только самая близкая к нам планета земного типа, это, вероятно, вообще самая близкая к нам планета за пределами Солнечной системы, поскольку ближе Проксимы Центавры звезд просто нет», - сказал на пресс-конференции журнала Nature один из участников исследования Ансгар Рейнерс (Ansgar Reiners) из Геттингенского университета в Германии.

Астрономы обнаружили намеки на существование планеты в данных Европейской южной обсерватории еще в 2000 году, но, чтобы подтвердить свое открытие, им понадобилось больше 15 лет. Планету обнаружили методом Доплера: обращаясь вокруг звезды планета тянет ее на себя, из-за этого звезда все время то немного придвигается к Земле, то отодвигается от нее. В результате меняется спектр излучения звезды, который ловят телескопы на Земле.

Температура на планете

Звезда Проксима Центавра - красный карлик, она меньше Солнца - ее масса составляет лишь 12% от солнечной - и намного тусклее - всего 0,15% от яркости Солнца. Масса планеты Проксима b - 1,3 земной. Исследователи полагают, что это планета земного типа. Она находится намного ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу. Расстояние между ними - 7,5 миллиона километров, это в 20 раз меньше, чем от Земли до Солнца. Оборот вокруг звезды Проксима b совершает за 11,2 дня.

Альфа Центавра AB и Проксима Центавра. Фото: Digitized Sky Survey 2 Acknowledgement: Davide De Martin/Mahdi Zamani

«На основе этой информации мы можем рассчитать температуру поверхности планеты, если не брать в расчет атмосферу - минус 40 градусов по Цельсию. Без атмосферы температура Земли была бы похожей - минус 20 градусов», - пояснил Рейнерс.

Вода, жизнь, атмосфера

На Проксиме b может быть жидкая вода, однако, есть ли она там на самом деле, точно неизвестно и зависит от истории формирования планеты и активности ее звезды. Возраст обеих сопоставим с возрастом Солнца и Земли соответственно. Однако рассуждения об их истории пока являются областью чистых спекуляций.

Возможно, вода и атмосфера сначала были, а затем их не стало, потому что атмосферу унесло звездным ветром Проксимы Центавра. Однако мы не знаем, насколько звезда была активна в прошлом. Возможно, от звездного ветра планету защитило магнитное поле, подобно тому как магнитное поле Земли защищает нашу планету от солнечного ветра, но мы не знаем, есть ли оно у Проксимы b. Может быть, планета сначала потеряла воду и атмосферу, а затем, как и Земля, пережила « » кометами, которые снова принесли на нее воду. В общем, сценариев много, а что происходило и происходит на планете на самом деле, выяснится в процессе дальнейших исследований.

Однако, если атмосфера и вода найдутся, это еще не значит, что условия на планете так уж комфортны. «Проксима b получает больше рентгеновского и ультрафиолетового излучения, чем Земля. Если бы мы на Земле получили такую дозу, это бы повлияло на жизнь, хотя я не уверен, что живые организмы вымерли бы совсем», - отметил Рейнерс.

Исследование планеты

Землеподобные планеты за пределами Солнечной системы находили уже не единожды. Однако «эта планетная система намного ближе к нам, чем любая другая, и это значительно облегчает ее детальное изучение», подчеркнул Рейнерс.

Установить, есть ли у планеты атмосфера, можно, если она в какой-то точке своей орбиты окажется между своей звездой и Землей. Тогда атмосферу можно увидеть благодаря подсветке сзади. Но есть ли такое положение на орбите у Проксимы b, мы пока не знаем, и шансы на это не очень велики. Другая возможность - поймать

У красного карлика Проксима Центавра, относящегося к звёздной системе Альфа Центавра и находящегося на расстоянии в 4,25 световых лет от нас, обнаружена планета Проксима Центавра b, причём на ней могут существовать жидкая вода и другие условия для поддержания жизни. Из 3,5 тысяч экзопланет, которые были открыты вне Солнечной системы с 1995 года, она является самой близкой к Земле.

Её масса близка к земной, в то время как её год в десятки раз короче. Несмотря на то, что от звезды её отделяет всего несколько миллионов километров, она потенциально пригодна для существования жизни. Об открытии сообщалось на пресс-конференции Европейской южной обсерватории в августе 2016 года в Германии.

Планета была обнаружена методом лучевых скоростей с помощью спектрографа HARPS Европейской южной обсерватории. Крупное тело, обращаясь вокруг звезды, как бы раскачивает её своей гравитацией - светило то слегка ускоряется в сторону земного наблюдателя, то, напротив, удаляется от него. При этом в доходящем до астрономов излучении звезды наблюдается доплеровское смещение спектра, разное для моментов приближения и удаления. Определяя период таких колебаний звезды, астрономы узнают периодичность вращения и минимальную массу тела, влияющего на неё своей гравитацией.

Для планеты Проксима Центавра b период вращения вокруг звезды (год) равен 11,2 суток, а минимальная масса - 1,3 земных. Год в 11,2 суток означает, что планета находится ближе к центру зоны обитаемости. Это возможно потому, что Проксима Центавра - красный карлик, светимость которого в 60 раз меньше солнечной. Поэтому потенциально обитаемыми там являются все планеты с годом, длящимся от 4 до 15 земных суток.

Проксима - красный карлик с температурой поверхности в 3 000 кельвин (вдвое меньше, чем у Солнца), поэтому планеты в её зоне обитаемости находятся очень близко к ней. Проксима Центавра b лежит всего в 7 миллионах километров от звезды. Из-за этого гравитация светила давно добилась приливного захвата - состояния, при котором вращение планеты и звезды синхронизировано гравитационным взаимодействием (как в паре Луна - Земля).

Это значит, что планета всё время обращена к светилу одной и той же стороной, где царит вечный день. В другом полушарии, соответственно, наблюдается вечная ночь. На границе освещённой и неосвещённой зон планеты господствует столь же вечный восход и закат. Ранее ряд исследователей высказали сомнения в возможности существования сложной жизни в таких необычных по нашим меркам условиях.

Другие статьи по теме:

Если в среду вы не были на Земле, то вы пропустили следующее: астрономы нашли планету, которая находится настолько близко к нам, насколько это вообще возможно - в ближайшей звездной системе Альфа Центавра. Планета под названием Проксима Центавра b завершает круг вокруг своей звезды каждые 11,2 дня. И да, она находится в «потенциально обитаемой зоне», зоне Златовласки, где жидкая вода может (пока только может) быть на поверхности. Ее масса - 1,3 земных - подразумевает, что планета должна (пока только должна) быть твердой. Неудивительно, что мы уже записали ее в список величайших открытий столетия.

Но подождите минутку. Астрономы находили и другие планеты земного типа в обитаемых зонах в последние годы. По данным Лаборатории планетарной обитаемости при Университете Пуэрто-Рико, в настоящее время подтверждено существование 15 потенциально обитаемых экзопланет «земных размеров» (с позиции массы или радиуса). И хотя да, Проксима Центавра b имеет массу ну ооооочень близкую к земной, в остальных свойствах она может быть не такой уж и землистой.

Что действительно выделяет эту планету на фоне конкурентов и что привлекло внимание в первую очередь, это ее местоположение. Точно так же, как ближайший супермаркет к дому станет самым посещаемым магазином для вас, Проксима Центавра b греет душу ученых своей близостью и привлекательностью. Впрочем, эта привлекательность пока остается под вопросом.

Во-первых, ученые пока знают только минимальную массу Проксимы Центавра b - наименьшую массу, которая может быть у нее, - и не знают ее радиуса. То есть не знают наверняка, твердая она или нет.

«Не забывайте, что у нас есть только минимальная масса этой планеты, - писала астроном Элизабет Таскер в Твиттере. - По этим показателям я буду близнецом большинства форм жизни на Земле».

Кроме того, звезда укрывает планету высокоэнергетической радиацией, а значит давным-давно иссушила всю воду. Если же гидратация осталась хоть какая-то, она будет лишь в наиболее освещенных солнцем местах. И хотя «достаточно теплая, чтобы иметь воду» это важный факт, его нельзя приравнивать к фактической обитаемости.

Рори Барнс, астроном из Университета штата Вашингтон, разработал индекс обитаемости, который оценивает потенциально приятные планеты, исходя из большого числа нюансов. И его выводы неутешительны. «Я пессимистично отношусь к тому, что хоть какая планета может быть обитаемой, поскольку слишком много требований должны быть удовлетворены», говорит он. «Но Проксима дает нам отличный шанс узнать, прав я или нет».

В свете всей этой неопределенности, ажиотаж, или как его сейчас модно называть - хайп, по поводу этой планеты кажется преждевременным или просто откровенно неправильным. Но хайп определенно есть.

«Я была удивлена, когда прочитала статью Европейской южной обсерватории, в которой было весьма четко сказано: это самая похожая на Землю планета из всех, что мы пока нашли», говорит Лиза Мессери, антрополог из Университета Вирджинии, «несмотря на то, что в этой же самой статье написали, что у планеты нет времен года, год длится 11 дней, небо должно быть красным, а Проксима Центавра является активной звездой с солнечными вспышками. Другими словами: это вообще необитаемый мир».

Мессери не изучает экзопланеты. Она изучает людей, которые изучают планеты - следит за ними и интервьюирует много лет. Реакция на это открытие, говорит она, в большей степени связана с близостью Проксимы к нам. «Причина того, что нас волнует эта планета, в том, что это место, в которое мы можем попасть и быть». В случае с большинством планет, нам остается только воображать. Но Проксима Центавра b - это первая экзопланета, которая может стать физически достижимой.

Земная география аналогичным образом влияет на наше восприятие. «Мы чувствуем себя связанными с местами, которые близки к нам, поскольку можем отправиться туда на выходных, - говорит Мессери. - Даже если я не собираюсь в Нью-Йорк в субботу, тот факт, что я могу, делает его частью моего мира».

Вперед и с песней

Хотя ученые не собираются к Альфе Центавра в субботу, они определенно намереваются совершить туда перелет. Инициатива Breakthrough Starshot, о которой было заявлено в апреле , планирует отправить к звезде зонды размером с почтовую марку. На момент анонса Проксимы, люди, стоящие за проектом, пока не определили, какую из звезд в тройной системе хотят посетить (но теперь выбор почти очевиден).

Правда, обсуждать межзвездное космическое путешествие - в смысле, серьезно обсуждать - пока рановато. Ученые стараются держаться подальше от таких обсуждений. Но теперь есть повод и место, на которое можно указывать, говорит Мессери. Имея такое место, ученые могут вполне честно и с пристрастием публично говорить о межзвездных намерениях.

Близость новой планеты также делает поиск инопланетной жизни более обоснованным. Есть реальная звезда, реальная землеподобная планета, реально рядом. Если бы из этой системы пришел сигнал в стиле «Контакта», можно было бы поспорить на миллион долларов, что правительства мировых стран объединятся и отправят туда людей. Потому что межзвездное путешествие с участием людей к Проксиме - это космическая версия выходной поездки Мессери в Нью-Йорк.

Отправка межзвездного сообщения к инопланетянам вместо того, чтобы ждать получения оного, исторически считается философским упражнением. Сообщение может идти к пункту назначения много поколений, равно как и гипотетический ответ. Но с Проксимой мы получаем нечто вроде настоящего разговора с инопланетянами, будто встретились с незнакомцем, говорит Дуглас Вакоч, руководитель METI International. «Менее чем за десять лет мы могли бы отправить сообщение и получить ответ от заинтересованных центаврианцев».

Более традиционные науки тоже поучаствует в разделении выгод: например, Европейский чрезвычайно большой телескоп сможет сделать снимки этой планеты, которые обеспечат хоть немного новой информации (а может и много). Она позволит ученым найти возможные биосигнатуры, указывающие на существование жизни. Ученые сходят с ума при одной мысли о такой возможности, поскольку чем ближе планета, тем больше информации о ней мы можем узнать.

Глядя в зеркало

И все же это не близнец Земли, независимо от того, что говорят заголовки, и ученые пока не нашли близнецов Земли. Горячие юпитеры - это круто; планеты со стеклянными дождями тоже веселят; суперземли - вообще что-то сверхъестественное. Составить полную перепись экзопланет будет очень ценным приобретением. Но большинство ученых, по мнению Мессери, на самом деле хотят просто найти еще одну Землю. Это отражается в научных приоритетах. Космический телескоп Кеплер, который нашел больше планет, чем кто-либо еще на этой планете, был «специально спроектирован для исследования части нашего региона галактики Млечный Путь в поиске десятков планет земных размеров в или возле обитаемой зоны», согласно NASA.

Поиск «близнеца Земли» это стремление к платоническому идеалу, говорит Мессери. «Он позволяет нам видеть Землю в расцвете лет, какой мы хотели бы ее видеть, какая не обезображена изменением климата, войной или болезнью».

Но такого места мы пока не нашли. И можем не найти никогда. В стремлении найти идеальную пару, вы обычно находите кого-то, кто очень клевый, но кричит на вас, когда голоден, или ненавидит вашу маму. В поисках идеальной работы вы обретаете себя в роли посудомойки. В этом смысле обнаружение Проксимы Центавра b является репрезентацией стремления человечества к совершенству, к чистой и девственной Земле.

Скорее всего, такое будет происходить постоянно. Мы поставили перед собой великую цель и потерпели неудачу. Не потому что мы такие невезучие, а потому что были обречены на нее изначально, ведь в этом природа человечества: вечно стремиться к идеалу и никогда его не достигать.

Планетологи просчитали все возможные радиусы ближайшего к Земле двойника и предположительный состав ее недр. То, что Проксима b находится близко к светилу, не исключает жизни на ней. Так, если там есть вода, значит, планета не слишком горячая.

На этой планете могут существовать жидкие океаны, и, соответственно, какие-то формы жизни.

Бастьен Брюгге

Ученый-планетолог из Университета Марселя (Франция)

Особенности Проксимы Центавра b

Планета является ближайшим двойником Земли – находится внутри «зоны жизни» у звезды-красного карлика Проксимы Центавра на расстоянии 4 световых лет от нашей планеты. Ее масса в 1,2 раза больше, чем у Земли.

Открыли Проксиму Центавра b специалисты Европейской южной обсерватории 24 августа 2016 года. На существование планеты указал анализ архивных данных о движении Проксимы Центавра.

Звездную систему исследовали в рамках проекта «Бледно-красная точка» методом радиальных скоростей. Наличие объекта на орбите Проксимы Центавра в этом случае подтверждается периодическим смещением допплеровского спектра звезды. Данные, полученные спектрографами HARPS и UVES, позволили группе ученых из Университета Королевы Марии в Лондоне под руководством Гиллема Англада-Эскуде утверждать, что планета существует и она подобна Земле.

Проксима Центавра b вращается вокруг звезды на расстоянии, которое в 20 раз меньше расстояния от Земли до Солнца. На полный оборот планета тратит чуть меньше12 земных дней. Многие планетологи считали, что из-за близости к Проксиме Центавра и агрессивного влияния на ее атмосферу вспышек на поверхности звезды на планете не может существовать жидкого океана, а значит, и жизни.

Однако Брюгге и его коллеги предположили: если радиус планеты составляет 0,9 от земного, то она будет похожа на Меркурий – недра плотные, значительная часть массы – металлическое ядро. Но при этом 0,05% от массы планеты может составлять вода – на Земле ее примерно столько же.

Если же радиус Проксимы Центавра b составляет 1,4 от земного, то ее недра, наоборот, неплотные. Тогда это планета-океан, половина массы которой – вода, другая половина – каменное ядро. В этом случае глубина океана на Проксиме Центавра b составляет около 200 км.

В обоих вариантах атмосфера планеты достаточно тонкая и похожа на земную

Точно установить, есть ли океан на Проксиме Центавра b, можно будет только после получения качественных спектральных данных планеты и всей системы. Пока же ученые не отрицают, что вспышки на звезде и ультрафиолетовое излучение могли испарить большую часть океана.