Астрономия последних десятилетий превратилась в настоящую охоту за далекими землями. Счет открытых внесолнечных планет перевалил за шесть тысяч, и среди этого множества особенно интригуют те, что напоминают наш собственный дом. Не просто каменные шары или газовые гиганты, а миры, где теоретически могла бы плескаться жидкая вода, существовать атмосфера и даже зародиться что-то живое. Таких кандидатов не так уж много, и каждый из них заслуживает отдельного разговора.
Меня всегда поражало, насколько разными могут быть эти планеты при внешнем сходстве с Землей. Одна вращается вокруг спокойного красного карлика, другая застыла в вечных сумерках, третья напоминает нашу планету в старости. Разбираться в их особенностях — все равно что листать каталог потенциальных мест назначения для будущих межзвездных экспедиций, пусть даже большинство из них сегодня кажутся недостижимыми.
Спокойный сосед красного карлика
Начну с TOI-700 d — планеты, которая выделяется на фоне многих других находок именно своей уравновешенностью. Ее звезда не устраивает вспышечных бурь, не поливает окрестности смертоносным излучением, а ведет себя на удивление сдержанно для красного карлика. Это важно, потому что бурная активность родительской звезды способна в прямом смысле сдуть атмосферу с планеты и превратить потенциально обитаемый мир в безжизненную скалу.
Открытие состоялось в 2020 году, и с тех пор этот объект прочно закрепился в списках самых перспективных целей для изучения. Диаметр TOI-700 d превышает земной всего на 7,3 процента — по космическим меркам это почти идеальное совпадение. Масса, по оценкам специалистов, может быть примерно на четверть больше, чем у нашей планеты. Полный оборот вокруг своей звезды она делает за 37,4 земных суток, что для нас звучит как очень короткий год, но для мира у красного карлика это вполне нормальный ритм.
Вопрос обитаемости здесь упирается не только в положение планеты. Даже если она находится в зоне, где вода способна оставаться жидкой, нужно учитывать звездное излучение, скорость потери атмосферы и массу других факторов. Если на TOI-700 d существуют океаны, они могли бы оставаться спокойными очень долго. Если же там преобладает суша, пейзаж, вероятно, залит мягким красноватым светом. Звучит заманчиво, однако расстояние до этого мира превышает сто световых лет — путь, немыслимый для нынешних технологий.
Художественная интерпретация TOI-700 d, выполненная специалистами космического агентства, показывает мир с возможными облаками и жидкой водой на поверхности.
Планета вечных сумерек
Совсем другая история — TRAPPIST-1e, обнаруженная в 2017 году. По габаритам она чуть меньше Земли, около 92 процентов, а масса составляет примерно 69 процентов земной. Если бы человек каким-то образом оказался на ее поверхности, его встретил бы тусклый багровый свет звезды, едва ли более яркий, чем свет от нагревательной лампы. Но под ногами была бы твердая порода, а гравитация ощущалась бы почти привычно.
Главная странность этого мира — приливный захват. Планета всегда обращена к своей звезде одной стороной: на одной половине царит вечный день, на другой — бесконечная ночь. Между ними лежит узкая полоса сумерек, где восход или закат не заканчиваются никогда. Ученые пока не могут сказать, способны ли в этой зоне существовать океаны, возникать штормы или зарождаться живые организмы.
Близость к звезде поражает воображение: расстояние до нее составляет лишь 2,9 процента от дистанции между Землей и Солнцем. Окажись наша планета на таком месте, она превратилась бы в расплавленный шар, способный плавить металлы. Но красный карлик TRAPPIST-1 настолько холоден и тускл, что его планета остается в пределах обитаемой зоны. Год здесь длится всего 6,1 земного дня — можно было бы встречать Новый год практически еженедельно, хотя сама идея праздника в вечных сумерках звучит странно.
Визуализация TRAPPIST-1e: скалистый ландшафт под тусклым красноватым небом, каким его представляют художники по описаниям астрономов.
Старшая кузина Земли
Kepler-452b заслужила прозвище «старшей кузины Земли» не случайно. Открытая в 2015 году, она обладает годом продолжительностью 384,8 суток — почти как у нас. Это редкое совпадение сразу придает далекому миру знакомые черты, хотя на этом сходство во многом заканчивается.
Диаметр Kepler-452b больше земного примерно на 60 процентов. Точную массу измерить пока не удалось, но по оценкам она может превышать земную более чем втрое. Если эти цифры верны, прогулка по поверхности превратилась бы в серьезное испытание: каждый шаг давался бы с дополнительной нагрузкой, будто на плечах лежит невидимый рюкзак.
Родительская звезда этой планеты старше Солнца, немного крупнее и ярче. Со временем Kepler-452b получала все больше энергии, и сейчас ее климат, вероятно, напоминает разогретую теплицу. Если там когда-то были океаны, они могут постепенно испаряться. Если на планете когда-либо возникала жизнь, она, возможно, переживает финальные этапы своего существования. Расстояние в 1799 световых лет делает этот мир практически недосягаемым: даже самолету на скорости 965 километров в час понадобилось бы около двух миллиардов лет на перелет.
Художественное представление Kepler-452b: мир, напоминающий Землю, но находящийся под более жарким и ярким солнцем.
Первопроходец среди землеподобных миров
Kepler-186f занимает особое место в истории астрономии. Ее обнаружили в 2014 году — раньше остальных планет из этого списка. Она стала первой планетой размером примерно с Землю, найденной в обитаемой зоне своей звезды, и это открытие произвело настоящий фурор.
Масса Kepler-186f оценивается примерно в 1,71 земной, хотя к этой цифре стоит относиться осторожно: это именно оценка, а не точное измерение плотности. Звезда планеты холоднее Солнца, поэтому энергии она получает заметно меньше. Если вообразить себя стоящим на поверхности, окружающий мир напоминал бы бесконечный закат: сумрачный, прохладный, тихий. Леса, если бы они существовали, отливали бы медным оттенком в этом слабом свете.
Пока неясно, есть ли у Kepler-186f достаточно плотная атмосфера, чтобы вода не замерзала полностью. Один оборот вокруг звезды занимает примерно 129,9 земного дня — меньше половины нашего года. Расстояние до планеты составляет около 580 световых лет, так что даже при движении со скоростью света путешествие заняло бы почти шесть столетий.
Изображение Kepler-186f: холодный сумеречный ландшафт под тусклой звездой, каким его могли бы увидеть будущие исследователи.
Загадка по соседству
Proxima Centauri b — ближайшая к нам из известных экзопланет земного типа. Всего 4,2 светового года отделяют ее от Солнечной системы, и если человечество когда-нибудь построит межзвездный корабль, этот мир наверняка станет одной из первых целей. Правда, нынешние аппараты движутся слишком медленно: даже рекордсменам вроде Voyager, летящим со скоростью 61 000 километров в час, понадобилось бы около 75 000 лет, чтобы добраться до этой планеты.
По размерам Proxima Centauri b почти идентична Земле — она всего на 2 процента крупнее, а масса больше земной примерно на 5 процентов. Открыли ее в 2016 году. Полный оборот вокруг своей звезды планета совершает за 11,2 земного дня. Такая тесная орбита сама по себе не приговор: Proxima Centauri значительно тусклее Солнца, поэтому планета остается в обитаемой зоне.
Однако есть серьезная проблема. Родительская звезда отличается высокой вспышечной активностью. Мощное излучение способно разрушать атмосферу, истощать озоновый слой и пропускать к поверхности опасный ультрафиолет. Тем не менее некоторые климатические модели допускают, что при наличии плотной защитной атмосферы и достаточного количества летучих веществ на Proxima b могли бы сохраняться жидкая вода и условия для жизни. Пока этот ближайший к нам мир остается загадкой: он может быть как безжизненной облученной скалой, так и настоящим убежищем для живых организмов.
Художественная интерпретация Proxima Centauri b: скалистая поверхность под красноватым небом с яркими вспышками родительской звезды.
Водный мир с глубокими океанами
LHS 1140 b — пожалуй, один из самых интригующих кандидатов на роль обитаемой планеты. Недавние исследования указывают на возможность того, что это настоящий водный мир. Если модели океанической планеты верны, глубина ее вод могла бы сделать Марианскую впадину — самую глубокую точку земного океана — похожей на мелкий пруд. Гравитация здесь выше земной, так что каждый шаг ощущался бы тяжелее привычного.
Планета находится в обитаемой зоне своей звезды, где при подходящих условиях может существовать жидкая вода. При этом звезда LHS 1140 отличается необычно низкой активностью — редкое преимущество для красного карлика. Размер планеты примерно на 73 процента превышает земной, а масса более чем в пять раз больше массы нашей планеты. Открыли ее в 2017 году, и один оборот вокруг звезды она совершает за 24,7 земного дня. Сам красный карлик имеет массу около 18 процентов солнечной, а его возраст — не менее пяти миллиардов лет.
Поскольку звезда небольшая и тусклая, ее обитаемая зона расположена гораздо ближе, чем в Солнечной системе. Поэтому LHS 1140 b может обращаться по тесной орбите и при этом оставаться потенциально умеренным по температуре миром. Год здесь заканчивается почти каждый месяц. Сейчас разрабатываются телескопы нового поколения, которые будут искать биомаркеры — газы вроде кислорода и метана, способные указывать на наличие жизни. Ученые также надеются обнаруживать характерные блики света, отраженного от океанов. Если хотя бы на одной из этих планет удастся найти убедительные свидетельства жизни, это станет одним из величайших открытий в истории человечества.
Визуализация LHS 1140 b: возможный океанический мир с плотной атмосферой и глубокими водоемами.