Астрономы обнаружили экзопланету - близнеца Земли

Kepler-78b Иллюстрация: David A. Aguilar (CfA)

Астрономы заметили похожую на Землю скалистую планету, имеющую почти земные размер и массу. Однако жизни, по их предположению, там нет, так как Kepler-78b к своей звезде находится слишком близко.

Обнаруженная сейчас уже неактивным телескопом "Кеплер" экзопланета Kepler-78b, если сравнивать её местоположение с Землёй и Солнцем, в 100 раз ближе к центральному светилу, и "обегает" его всего за восемь с половиной часов. Температура поверхности планеты от 2200 до 2800 градусов Цельсия.

"В соответствии с нашими предыдущими представлениями, шансы на жизнь в этой среде равны нулю", - говорится в статье Дрейка Деминга (Drake Deming) - Университет штата Мэриленд, вышедшей в "Nature". До этого там были опубликованы два анализа Kepler-78b, проведённые двумя группами исследователей. Ученые пришли к очень похожим результатам: радиус экзопланеты превышает земной приблизительно в 1,2 раза. При плотности примерно 5,3 г на кубический сантиметр, её масса равна 1,7-2 массам Земли. Kepler-78b, вероятно, как и Земля, скалистая планета из камня и железа. Телескоп "Кеплер" обнаружил несколько относительно небольших планет, вращающихся близко к своим центральным звездам. Но Kepler-78b стала первой, массу которой удалось определить.

Сравнение Земли и Kepler-78b

Астрономы могут вычислить радиус планеты, однако с массой дело обстоит гораздо сложнее: учёные могут определить её лишь косвенно, поскольку сила тяжести вращающейся планеты немного тянет ее к своей звезде. Это крошечное колебание, проявляющееся как небольшое световое смещение, записали обе команды.

Солнечные пятна

Группа американских астрономов целенаправленно наблюдала Kepler-78 и экзопланету земного типа в течение восьми ночей телескопом Кек на Гавайях. Сигнал звезды был очень слабым. "Каждую ночь мы размышляли, есть ли, вообще, смысл продолжать", - поясняет участник исследования, Джошуа Уинн (Joshua Winn) - Массачусетский технологический институт, Кембридж. Вторая международная команда вела наблюдение этой звезды созвездия Лебедя с помощью спектрографа Telescopio Nazionale Galileo (Канары, остров Ла-Пальма).

Им тоже пришлось бороться с проблемой солнечных пятен. Темные участки на поверхности звезды могут полностью перекрывать слабый сигнал колебания планеты. Учёным удалось рассчитать помехи, так как оборот звезды Kepler-78 вокруг своей оси происходит один раз в 12,5 дней, а планета обращается вокруг неё почти в трижды в день.

Пока исследователям не удаётся объяснить, почему у Kepler-78b такая орбита. Звезда Kepler-78 была больше, чем сейчас, когда появилась её планетная система. "Она не могла образоваться на этом месте, потому что планета не может возникнуть внутри звезды", - говорит Дэвид Латам (David Latham) - Гарвард-Смитсоновский астрофизический центр в Кембридже (CFA), участвовавший в международном исследовании. По его мнению, экзопланета не может зародиться далеко снаружи и двигаться внутрь, так как должна тогда войти в звезду. Планета остается загадкой, считает, его коллега Димитар Сасселов (Dimitar Sasselov).

Возможно, это объясняется тем, что планета представляет собой сохранившееся ядро ​​газового гиганта, пишет Деминг.

Изображение экзопланеты HD 189733b, которая обращается вокруг центральной звезды по близкой к ней орбите, так же как скалистая планета Kepler-78b: REUTERS/NASA/ESA/M. Kornmesser/Hubble/STScI

Так или иначе, судьба Kepler-78b, по мнению астрономов, предрешена: она будет приближаться к своей звезде, которая затем разорвет планету, на что потребуется около 3-х млрд лет, сообщает CfA.

Деминга занимает также вопрос о том, смогут ли астрономы найти другие землеподобные планеты с помощью телескопов нового поколения, которые предполагается вывести в ближайшие годы на орбиту.

Сконцентрировав внимание на более холодных звездах меньших размеров, можно было бы также заняться планетами с орбитами, проходящими от них на большем расстоянии, что позволит исследователям в будущем изучить планеты, вращающиеся вокруг небольших звезд в обитаемых зонах, пишет spiegel.de.

Что представляют собой капли снимках марсохода Феникс?

Пекин (Китай) - Снимки стационарного зонда Феникс (Phoenix, NASA), сделанные на 8-й, 31-й и 44-й день после "приземления" на Марс в 2008 году, были переданы на Землю. Они четко показывают образование капель на шасси лабораторной установки и вызывают с тех пор бурные дискуссии: есть ли там вода в жидком виде. Однако китайские ученые предполагают, что эти капли представляют собой не воду, а жидкий металл.

Многие исследователи считают, что это все-таки вода, хотя, при ближайшем рассмотрении, у этих гипотез выявляются слабые места:

• Атмосфера Марса содержит слишком мало воды, чтобы на шасси могли конденсироваться капли.
• Когда обнаружилось, что "Феникс" опустился" на скрытый слой льда, было высказано предположение, что ракеты его опор растопили его и превратили в пар, который и осел на шасси. Однако, при температуре около -70 градусов Цельсия, это кажется маловероятным.

Вероятной могла бы оказаться лишь идея наличия примесей марсианского льда, снижающих температуру замерзания воды и позволяющих появляться её каплям, которые увеличиваются с течением времени.

Одна из многих серий снимков 8-го, 31-го, 44-го дней миссии на Марсе показывает небольшие капли на "ноге" зонда Феникс. Кажется, что они увеличиваются, абсорбируя другие капли
Фото: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны/Институт Макса Планка

Как поясняют исследователи из группы Лю Цзина (Jing Liu) из Университета Цинхуа (Tsinghua) в Пекине в статье, опубликованной на arXiv.org, они предполагают, что это не вода, а металл в жидком состоянии, которое возможно на поверхности Марса.

Действительно, существует целый ряд металлов, которые могут быть в условиях марсианских температур и давления в жидкой форме. Так, например, ртуть плавится при -39 градусов Цельсия, некоторые смеси натрия, калия и цезия превращаются в жидкость при температуре около -78 градусов, а ртутно-титановые сплавы являются жидкими при температуре -58.

Детальный снимок капли на "ноге" зонда Phoenix
Фото: NASA/JPL-Caltech/Университет Аризоны/Институт Макса Планка

Цзин и его коллеги исследовали даже поведение жидкого галлия с помощью соединений алюминия, найденных на посадочных опорах Феникса. При этом было установлено, что галлий вызывает коррозию алюминия и это взаимодействие приводит к тому, что галлий распространяется вокруг точки контакта. Именно это наблюдение может объяснить, почему на фото кажется, что капли увеличиваются.

Но у новой теории также существует слабое место: "марсианская поверхность сильно окисляется. Этот процесс может оказывать значительное влияние на жидкие металлы, такие как натрий или калий, обладающие высокой способностью вступать в реакции. Могли бы такие соединения на протяжении миллионов лет сохранить свою жидкую форму, не вступая в химические реакции"?

Исследователи из команды Цзина утверждают, что это вполне возможно, и указывают, что данные металлы просто образуют путём первоначального окисления защитную поверхность, которая предотвращает дальнейшую коррозию. Тем не менее, споры вокруг марсианских капель этим исследованием не заканчиваются, пишет grenzwissenschaft-aktuell.

В марсианском грунте обнаружена вода

Трой (США) - В образцах почвы, мобильная лаборатория Curiosity миссии НАСА "Mars Science Laboratory" (MSL) впервые подтвердила, что на Марсе нашли воду. Драгоценная жидкость найдена в марсианской почве и присутствует там в такой высокой концентрации, что её можно было бы использовать в качестве водного источника в будущих полётах человека на Красную планету.

Как отмечают исследователи из команды Лори Лешин (Laurie Leshin) - Политехнический институт Ренсселера, Трой, штат Нью-Йорк - в специальном выпуске журнала «Наука» (Science), речь идет об открытии первых проанализированных Curiosity проб твердого грунта. "Около двух процентов марсианской поверхности состоит из воды, - говорит Лешин. - Эти грандиозные ресурсы имеют большое научное значение". В образце присутствует также значительное количество двуокиси углерода, кислорода и серы.

Поверхность Марса

Выясняя, есть ли вода на Марсе, ученые напали на её след с помощью хроматографа, масс-спектрометра и спетрометра - лазерного прибора SAM, анализирующего пробы на борту марсохода. Он способен идентифицировать множество химических компонентов и соотношения изотопов соответствующих ключевых элементов. Образцы почвы нагревали до 835 °C, что выявило содержащиеся там хлор и кислород, и, вероятно, хлораты и перхлораты, которые ранее были найдены только на больших высотах этой планеты. Тот факт, что Curiosity может найти теперь эти компоненты на поверхности почвы вблизи экватора Марса, свидетельствует об их повсеместном распространении. Анализ показывает также поблизости наличие карбонатов, а они образуются на Земле только в присутствии воды.

Марсоход Curiosity за работой Фото: NASA

Так как отношение изотопов в почве равно их уровню в атмосфере, исследователи пришли к заключению, что поверхность довольно тесно взаимодействовала с атмосферой. И происходило это, возможно, во время песчаных и пыльных бурь.

Хотя исследователи могли в первых пробах идентифицировать с помощью SAM также органические вещества, они полагают, что эти остатки имеют земное происхождение: "В незащищенной от космического излучения и окисления поверхности Марса маловероятно сохранение органических соединений на продолжительное время". Поиск настоящих марсианских органических молекул марсоход должен вести в будущем, используя бурение. Эти компоненты могли сохраниться лишь на больших глубинах.

Найденная в марсианской почве связанная с нею вода имеет огромное значение для будущих полетов на Марс: "Теперь мы знаем, что на Марсе есть вода, добраться до которой просто", - сказал Лешин. "Если мы, в конце концов, пошлём людей на Марс, то они для получения воды просто должны немного нагреть образцы почвы", пишет news.rpi.edu.