ardhi iliyolowa

Mnamo Januari 2020, NASA iliripoti kwamba chombo cha anga cha TESS kiligundua sayari yake ya kwanza ya ukubwa wa Dunia inayoweza kukaliwa inayozunguka nyota umbali wa miaka 100 ya mwanga.

Sayari ni sehemu Mfumo wa TOI 700 (TOI inasimamia TESS Vitu vya riba) ni nyota ndogo, yenye baridi kiasi, yaani, kibete cha darasa la spectral M, katika kundinyota la Goldfish, yenye takriban 40% tu ya wingi na ukubwa wa Jua letu na nusu ya joto la uso wake.

Kitu kilichopewa jina TOI 700 d na ni mojawapo ya sayari tatu zinazozunguka katikati yake, iliyo mbali zaidi nayo, ikipita njia kuzunguka nyota kila baada ya siku 37. Iko katika umbali kama huo kutoka kwa TOI 700 ili kinadharia kuwa na uwezo wa kuweka maji ya kioevu juu, iko katika eneo linaloweza kukaa. Inapokea karibu 86% ya nishati ambayo Jua letu hutoa kwa Dunia.

Hata hivyo, uigaji wa kimazingira ulioundwa na watafiti kwa kutumia data kutoka kwa Satellite ya Transiting Exoplanet Survey (TESS) ilionyesha kuwa TOI 700 d inaweza kufanya kazi kwa njia tofauti sana na Dunia. Kwa sababu inazunguka kwa upatanishi na nyota yake (ikimaanisha upande mmoja wa sayari siku zote huwa katika mwanga wa mchana na mwingine gizani), jinsi mawingu hutengeneza na kuvuma kwa upepo inaweza kuwa ya kigeni kidogo kwetu.

1. Ulinganisho wa Dunia na TOI 700 d, na taswira ya mfumo wa Dunia wa mabara kwenye sayari ya nje.

Wanaastronomia walithibitisha ugunduzi wao kwa usaidizi wa NASA. Darubini ya Anga ya Spitzerambayo ndiyo imekamilisha shughuli yake. Hapo awali, Toi 700 iliainishwa kimakosa kuwa ni joto zaidi, na hivyo kuwafanya wanaastronomia kuamini kwamba sayari zote tatu zilikuwa karibu sana na kwa hiyo zina joto sana kuwezesha uhai.

Emily Gilbert, mwanachama wa timu ya Chuo Kikuu cha Chicago, alisema wakati wa uwasilishaji wa ugunduzi huo. -

watafiti matumaini kwamba katika siku zijazo, zana kama vile Darubini ya Anga ya James Webbambayo NASA inapanga kuweka angani mnamo 2021, wataweza kubaini ikiwa sayari zina angahewa na wanaweza kusoma muundo wake.

Watafiti walitumia programu ya kompyuta mfano wa hali ya hewa dhahania sayari TOI 700 d. Kwa kuwa bado haijajulikana ni gesi gani inaweza kuwa katika angahewa yake, chaguzi na matukio mbalimbali yamejaribiwa, ikiwa ni pamoja na chaguzi zinazozingatia anga ya kisasa ya Dunia (77% ya nitrojeni, 21% ya oksijeni, methane na dioksidi kaboni), uwezekano wa muundo Angahewa ya dunia miaka bilioni 2,7 iliyopita (hasa methane na kaboni dioksidi) na hata angahewa ya Mirihi (kaboni dioksidi nyingi), ambayo pengine ilikuwepo miaka bilioni 3,5 iliyopita.

Kutokana na miundo hii, ilibainika kuwa ikiwa angahewa ya TOI 700 d ina mchanganyiko wa methane, dioksidi kaboni, au mvuke wa maji, sayari inaweza kukaa. Sasa timu lazima ithibitishe dhana hizi kwa kutumia darubini ya Webb iliyotajwa hapo juu.

Wakati huo huo, uigaji wa hali ya hewa uliofanywa na NASA unaonyesha kuwa angahewa ya Dunia na shinikizo la gesi haitoshi kushikilia maji ya kioevu kwenye uso wake. Ikiwa tutaweka kiasi sawa cha gesi chafu kwenye TOI 700 d kama ilivyo kwenye Dunia, joto la uso bado lingekuwa chini ya sifuri.

Uigaji wa timu zote zinazoshiriki unaonyesha kuwa hali ya hewa ya sayari zinazozunguka nyota ndogo na nyeusi kama vile TOI 700, hata hivyo, ni tofauti sana na tunayopitia kwenye Dunia yetu.

Habari za kufurahisha

Mengi ya yale tunayojua kuhusu exoplanets, au sayari zinazozunguka mfumo wa jua, hutoka angani. Ilichanganua anga kutoka 2009 hadi 2018 na ikapata zaidi ya sayari 2600 nje ya mfumo wetu wa jua.

NASA kisha ikapitisha kijiti cha ugunduzi kwa uchunguzi wa TESS(2), uliozinduliwa angani mwezi Aprili 2018 katika mwaka wake wa kwanza wa operesheni, pamoja na vitu mia tisa ambavyo havijathibitishwa vya aina hii. Katika kutafuta sayari zisizojulikana kwa wanaastronomia, uchunguzi utazunguka anga nzima, baada ya kuona 200 XNUMX za kutosha. nyota angavu zaidi.

2. Satelaiti ya usafiri kwa ajili ya uchunguzi wa exoplanet

TESS hutumia mfululizo wa mifumo ya kamera za pembe pana. Ina uwezo wa kusoma wingi, saizi, msongamano na obiti ya kundi kubwa la sayari ndogo. Satelaiti hufanya kazi kulingana na njia tafuta kwa mbali kwa majosho ya mwangaza uwezekano wa kuashiria mapito ya sayari - kifungu cha vitu kwenye obiti mbele ya nyuso za nyota za wazazi wao.

Miezi michache iliyopita imekuwa mfululizo wa uvumbuzi wa kuvutia sana, kwa kiasi fulani shukrani kwa uchunguzi mpya wa anga, kwa msaada wa vyombo vingine, ikiwa ni pamoja na vya msingi. Wiki chache kabla ya mkutano wetu na pacha wa Dunia, habari zilienea kuhusu kugunduliwa kwa sayari inayozunguka jua mbili, kama vile Tatooine kutoka Star Wars!

TOI sayari 1338 b ilipata umbali wa miaka XNUMX ya mwanga, katika kundinyota la Msanii. Ukubwa wake ni kati ya saizi za Neptune na Zohali. Kitu hupitia kupatwa kwa mara kwa mara kwa nyota zake. Zinazunguka kila mmoja kwa mzunguko wa siku kumi na tano, moja kubwa kidogo kuliko Jua letu na nyingine ndogo zaidi.

Mnamo Juni 2019, habari ilionekana kuwa sayari mbili za aina ya nchi kavu ziligunduliwa kihalisi kwenye uwanja wetu wa nyuma. Haya yameripotiwa katika makala iliyochapishwa katika jarida la Astronomy and Astrophysics. Vifaa vyote viwili viko katika eneo linalofaa ambapo maji yanaweza kuunda. Pengine wana uso wa mawe na huzunguka Jua, inayojulikana kama nyota ya Tigarden (3), iko umbali wa miaka mwanga 12,5 kutoka duniani.

- alisema mwandishi mkuu wa ugunduzi huo, Matthias Zechmeister, Mtafiti, Taasisi ya Astrofizikia, Chuo Kikuu cha Göttingen, Ujerumani. -

3. Mfumo wa nyota wa Teegarden, taswira

Kwa upande mwingine, ulimwengu unaovutia usiojulikana uliogunduliwa na TESS Julai iliyopita unazunguka UCAC stars4 191-004642, miaka sabini na tatu ya mwanga kutoka duniani.

Mfumo wa sayari na nyota mwenyeji, ambayo sasa inaitwa kama TOI 270, ina angalau sayari tatu. Mmoja wao, TOI 270 p, kubwa kidogo kuliko Dunia, nyingine mbili ni mini-Neptunes, mali ya darasa la sayari ambazo hazipo katika mfumo wetu wa jua. Nyota ni baridi na si angavu sana, karibu 40% ndogo na kubwa kidogo kuliko Jua. Joto la uso wake ni karibu theluthi mbili ya joto zaidi kuliko ile ya mwandamani wetu wa nyota.

Mfumo wa jua TOI 270 iko katika kundinyota la Msanii. Sayari zinazoifanya kuzunguka karibu sana na nyota hivi kwamba mizunguko yao inaweza kutoshea kwenye mfumo wa satelaiti mwenzi wa Jupiter (4).

4. Ulinganisho wa mfumo wa TOI 270 na mfumo wa Jupiter

Uchunguzi zaidi wa mfumo huu unaweza kufunua sayari za ziada. Zile zinazozunguka mbali zaidi na Jua kuliko TOI 270 d zinaweza kuwa baridi vya kutosha kushikilia maji kimiminika na hatimaye kutoa uhai.

TESS inafaa kutazamwa kwa karibu

Licha ya idadi kubwa ya uvumbuzi wa sayari ndogo ndogo, nyota zao wazazi ziko kati ya mita 600 na 3. miaka ya mwanga kutoka duniani, mbali sana na giza sana kwa uchunguzi wa kina.

Tofauti na Kepler, lengo kuu la TESS ni kutafuta sayari karibu na majirani wa karibu wa jua ambazo zinang'aa vya kutosha kuangaliwa sasa na baadaye kwa kutumia ala zingine. Kuanzia Aprili 2018 hadi sasa, TESS tayari imegundua zaidi ya sayari 1500 za wagombea. Wengi wao ni zaidi ya mara mbili ya ukubwa wa Dunia na huchukua chini ya siku kumi kuzunguka. Kwa hiyo, wanapokea joto zaidi kuliko sayari yetu, na wao ni moto sana kwa maji ya kioevu kuwepo kwenye uso wao.

Ni maji ya kioevu ambayo inahitajika ili exoplanet iweze kukaa. Inatumika kama eneo la kuzaliana kwa kemikali zinazoweza kuingiliana.

Kinadharia, inaaminika kwamba aina za maisha ya kigeni zinaweza kuwepo katika hali ya shinikizo la juu au joto la juu sana - kama ilivyo kwa extremophiles kupatikana karibu na matundu ya hydrothermal, au kwa vijidudu vilivyofichwa karibu kilomita chini ya karatasi ya barafu ya Antaktika Magharibi.

Walakini, ugunduzi wa viumbe kama hivyo uliwezekana na ukweli kwamba watu waliweza kusoma moja kwa moja hali mbaya wanayoishi. Kwa bahati mbaya, hawakuweza kugunduliwa katika nafasi ya kina, haswa kutoka umbali wa miaka mingi ya mwanga.

Utafutaji wa maisha na hata makao nje ya mfumo wetu wa jua bado unategemea uchunguzi wa mbali. Nyuso za maji ya kioevu zinazoonekana ambazo huunda hali nzuri ya maisha zinaweza kuingiliana na angahewa hapo juu, na kuunda saini za kibayolojia zinazoweza kutambulika kwa mbali zinazoonekana kwa darubini za msingi. Hizi zinaweza kuwa nyimbo za gesi zinazojulikana kutoka duniani (oksijeni, ozoni, methane, dioksidi kaboni na mvuke wa maji) au vipengele vya angahewa ya Dunia ya kale, kwa mfano, miaka bilioni 2,7 iliyopita (hasa methane na dioksidi kaboni, lakini si oksijeni). )

Katika kutafuta mahali "sawa tu" na sayari inayoishi huko

Tangu kugunduliwa kwa 51 Pegasi b mnamo 1995, zaidi ya sayari XNUMX za nje zimetambuliwa. Leo tunajua kwa hakika kwamba nyota nyingi katika galaksi yetu na ulimwengu zimezungukwa na mifumo ya sayari. Lakini ni dazeni chache tu za exoplanets zilizopatikana ndizo ulimwengu unaoweza kukaliwa.

Ni nini hufanya exoplanet ikaliwe?

Hali kuu ni maji ya kioevu yaliyotajwa tayari juu ya uso. Ili hili liwezekane, sisi kwanza kabisa tunahitaji uso huu imara, i.e. ardhi yenye miambalakini pia anga, na mnene wa kutosha kuunda shinikizo na kuathiri joto la maji.

Pia unahitaji nyota ya kuliaambayo haileti mionzi mingi kwenye sayari, ambayo hupeperusha angahewa na kuharibu viumbe hai. Kila nyota, ikiwa ni pamoja na Jua letu, daima hutoa dozi kubwa za mionzi, kwa hiyo bila shaka itakuwa na manufaa kwa kuwepo kwa maisha kujikinga nayo. uwanja wa sumakukama inavyotolewa na msingi wa chuma kioevu wa Dunia.

Hata hivyo, kwa kuwa kunaweza kuwa na taratibu nyingine za kulinda maisha kutoka kwa mionzi, hii ni kipengele cha kuhitajika tu, si hali ya lazima.

Kijadi, wanaastronomia wanavutiwa na maeneo ya maisha (ecospheres) katika mifumo ya nyota. Hizi ni maeneo karibu na nyota ambapo hali ya joto iliyopo huzuia maji kuchemka au kuganda kila mara. Eneo hili mara nyingi huzungumzwa. "Eneo la Zlatovlaski"kwa sababu "sawa tu kwa maisha", ambayo inahusu motif za hadithi ya watoto maarufu (5).

5. Eneo la maisha karibu na nyota

Na tunajua nini hadi sasa kuhusu exoplanets?

Ugunduzi uliofanywa hadi sasa unaonyesha kwamba utofauti wa mifumo ya sayari ni kubwa sana. Sayari pekee ambazo tulijua chochote kuhusu miongo mitatu iliyopita zilikuwa kwenye mfumo wa jua, kwa hiyo tulifikiri kwamba vitu vidogo na vilivyo imara vinazunguka nyota, na zaidi tu kutoka kwao kuna nafasi iliyohifadhiwa kwa sayari kubwa za gesi.

Ilitokea, hata hivyo, kwamba hakuna "sheria" kuhusu eneo la sayari wakati wote. Tunakumbana na majitu makubwa ya gesi ambayo karibu kusugua nyota zao (kinachojulikana kama Jupiter moto), na vile vile mifumo ya sayari ndogo kama vile TRAPPIST-1 (6). Wakati mwingine sayari husogea katika obiti za eccentric karibu na nyota za binary, na pia kuna sayari "zinazozunguka", ambazo uwezekano mkubwa zimetolewa kutoka kwa mifumo michanga, zinazoelea kwa uhuru kwenye utupu wa nyota.

6. Taswira ya sayari za mfumo wa TRAPPIST-1

Kwa hivyo, badala ya kufanana kwa karibu, tunaona utofauti mkubwa. Ikiwa hii itatokea katika kiwango cha mfumo, basi kwa nini hali za exoplanet zifanane na kila kitu tunachojua kutoka kwa mazingira ya karibu?

Na, tukienda chini zaidi, kwa nini aina za maisha dhahania zifanane na zile zinazojulikana kwetu?

Kategoria bora

Kulingana na data iliyokusanywa na Kepler, mnamo 2015 mwanasayansi wa NASA alihesabu kuwa gala yetu yenyewe ina. sayari bilioni zinazofanana na DuniaI. Wanaastrofizikia wengi wamesisitiza kuwa haya yalikuwa makadirio ya kihafidhina. Hakika, utafiti zaidi umeonyesha kuwa Milky Way inaweza kuwa nyumbani sayari bilioni 10 za dunia.

Wanasayansi hawakutaka kutegemea tu sayari zilizopatikana na Kepler. Njia ya usafiri inayotumiwa katika darubini hii inafaa zaidi kwa ajili ya kutambua sayari kubwa (kama vile Jupita) kuliko sayari za ukubwa wa Dunia. Hii inamaanisha kuwa data ya Kepler labda inaghushi idadi ya sayari kama zetu kidogo.

Darubini hiyo maarufu iliona majosho madogo katika mwangaza wa nyota unaosababishwa na sayari inayopita mbele yake. Vitu vikubwa zaidi huzuia mwanga zaidi kutoka kwa nyota zao, na hivyo kuzifanya ziwe rahisi kuziona. Njia ya Kepler ililenga nyota ndogo, sio nyota angavu zaidi, ambayo wingi wake ulikuwa karibu theluthi moja ya misa ya Jua letu.

Darubini ya Kepler, ingawa si nzuri sana katika kutafuta sayari ndogo, ilipata idadi kubwa ya zile zinazoitwa Super-Earths. Hili ni jina la exoplanets na wingi mkubwa kuliko Dunia, lakini chini sana kuliko Uranus na Neptune, ambayo ni 14,5 na 17 mara nzito kuliko sayari yetu, kwa mtiririko huo.

Kwa hivyo, neno "super-Earth" linamaanisha tu wingi wa sayari, maana yake hairejelei hali ya uso au makazi. Pia kuna neno mbadala "vibete vya gesi". Kulingana na wengine, inaweza kuwa sahihi zaidi kwa vitu vilivyo katika sehemu ya juu ya kiwango cha misa, ingawa neno lingine linatumika zaidi - "mini-Neptune" iliyotajwa tayari.

Ulimwengu wa kwanza wa super-Earth uligunduliwa Alexander Volshchan i Dalea Fraila вокруг pulsar PSR B1257+12 mwaka 1992. Sayari mbili za nje za mfumo ni poltergeyswewe fobetor - wana wingi wa takriban mara nne ya wingi wa Dunia, ambayo ni ndogo sana kuwa majitu ya gesi.

Super-Earth ya kwanza karibu na nyota kuu ya mlolongo imetambuliwa na timu inayoongozwa na Mto Eugenioy mwaka 2005. Inazunguka Glize 876 na kupokea jina Gliese 876 d (Hapo awali, majitu mawili ya gesi yenye ukubwa wa Jupiter yaligunduliwa katika mfumo huu). Uzito wake unaokadiriwa ni mara 7,5 ya misa ya Dunia, na kipindi cha mapinduzi kuzunguka ni kifupi sana, kama siku mbili.

Kuna hata vitu vya moto zaidi katika darasa la super-Earth. Kwa mfano, iligunduliwa mnamo 2004 55 Kankri ni, iko umbali wa miaka arobaini ya mwanga, inazunguka nyota yake katika mzunguko mfupi zaidi wa exoplanet yoyote inayojulikana - saa 17 tu na dakika 40. Kwa maneno mengine, mwaka katika 55 Cancri e inachukua chini ya masaa 18. Exoplanet inazunguka karibu mara 26 karibu na nyota yake kuliko Mercury.

Ukaribu wa nyota unamaanisha kuwa uso wa 55 Cancri e ni kama ndani ya tanuru ya mlipuko yenye joto la angalau 1760 ° C! Uchunguzi mpya kutoka kwa Darubini ya Spitzer unaonyesha kuwa 55 Cancri e ina misa kubwa mara 7,8 na radius zaidi ya mara mbili ya ile ya Dunia. Matokeo ya Spitzer yanapendekeza kwamba karibu moja ya tano ya molekuli ya sayari inapaswa kuundwa na vipengele na misombo ya mwanga, ikiwa ni pamoja na maji. Katika halijoto hii, hii ina maana kwamba vitu hivi vitakuwa katika hali ya "kiujumla" kati ya kioevu na gesi na vinaweza kuondoka kwenye uso wa sayari.

Lakini Miungu-juu siku zote sio pori sana.Julai iliyopita, timu ya kimataifa ya wanaastronomia wanaotumia TESS iligundua exoplanet mpya ya aina yake katika kundinyota la Hydra, takriban miaka thelathini na moja ya mwanga kutoka duniani. Kipengee kilichotiwa alama kama GJ 357 d (7) kipenyo mara mbili na wingi wa Dunia mara sita. Iko kwenye makali ya nje ya eneo la makazi ya nyota. Wanasayansi wanaamini kwamba kunaweza kuwa na maji juu ya uso wa Dunia hii bora.

alisema Diana Kosakovskna Mtafiti Wenzake katika Taasisi ya Max Planck ya Astronomia huko Heidelberg, Ujerumani.

7. Sayari GJ 357 d - taswira

Mfumo katika obiti kuzunguka nyota ndogo, karibu theluthi moja ya ukubwa na uzito wa Jua letu na 40% baridi zaidi, unaongezewa na sayari za nchi kavu. GJ 357 b na dunia nyingine bora GJ 357 s. Utafiti wa mfumo huo ulichapishwa mnamo Julai 31, 2019 katika jarida la Astronomy na Astrophysics.

Septemba iliyopita, watafiti waliripoti kwamba Dunia mpya iliyogunduliwa hivi karibuni, umbali wa miaka 111 ya mwanga, ni "mtahiniwa bora zaidi wa makazi anayejulikana hadi sasa." Iligunduliwa mnamo 2015 na darubini ya Kepler. K2-18b (8) tofauti sana na sayari yetu ya nyumbani. Ina zaidi ya mara nane ya wingi wake, kumaanisha kuwa ni jitu kubwa la barafu kama Neptune au dunia yenye miamba yenye angahewa mnene, yenye hidrojeni.

Obiti ya K2-18b iko karibu mara saba na nyota yake kuliko umbali wa Dunia kutoka kwa Jua. Hata hivyo, kwa kuwa kitu kinazunguka kibeti M nyekundu iliyokolea, obiti hii iko katika eneo ambalo linaweza kufaa kwa maisha yote. Mitindo ya awali inatabiri kuwa halijoto kwenye K2-18b huanzia -73 hadi 46°C, na ikiwa kitu hicho kina uakisi sawa na Dunia, joto lake la wastani linapaswa kuwa sawa na letu.

- alisema mwanaastronomia kutoka Chuo Kikuu cha London wakati wa mkutano na waandishi wa habari, Angelos Ciaras.

Ni ngumu kuwa kama ardhi

Analogi ya Dunia (pia inaitwa pacha ya Dunia au sayari inayofanana na Dunia) ni sayari au mwezi wenye hali ya mazingira sawa na ile inayopatikana duniani.

Maelfu ya mifumo ya nyota za exoplanetary iliyogunduliwa hadi sasa ni tofauti na mfumo wetu wa jua, ikithibitisha kinachojulikana kama nadharia adimu ya ardhiI. Hata hivyo, wanafalsafa wanaeleza kwamba ulimwengu ni mkubwa sana hivi kwamba mahali fulani lazima kuwe na sayari inayokaribia kufanana na yetu. Inawezekana kwamba katika siku zijazo za mbali itawezekana kutumia teknolojia kupata bandia analogues za Dunia na kinachojulikana. . Mtindo sasa nadharia nyingi pia zinapendekeza kwamba mwenza wa kidunia anaweza kuwepo katika ulimwengu mwingine, au hata kuwa toleo tofauti la Dunia yenyewe katika ulimwengu sambamba.

Mnamo Novemba 2013, wanaastronomia waliripoti kwamba, kulingana na data kutoka kwa darubini ya Kepler na misheni zingine, kunaweza kuwa na sayari bilioni 40 za ukubwa wa Dunia katika eneo linaloweza kukaa la nyota zinazofanana na jua na vibete vyekundu kwenye galaksi ya Milky Way.

Usambazaji wa takwimu ulionyesha kuwa wa karibu zaidi wao wanaweza kuondolewa kutoka kwetu si zaidi ya miaka kumi na mbili ya mwanga. Katika mwaka huo huo, watahiniwa kadhaa waliogunduliwa na Kepler wenye kipenyo chini ya mara 1,5 ya eneo la Dunia walithibitishwa kuwa nyota zinazozunguka katika eneo linaloweza kukaliwa. Walakini, haikuwa hadi 2015 ambapo mgombea wa kwanza wa karibu na Dunia alitangazwa - egzoplanetę Kepler-452b.

Uwezekano wa kupata analogi ya Dunia inategemea hasa sifa unazotaka kuwa kama. Hali za kawaida lakini si kamili: saizi ya sayari, uzito wa uso, saizi ya nyota ya wazazi na aina (yaani analogi ya jua), umbali wa obiti na uthabiti, kuinamisha na kuzunguka kwa axial, jiografia inayofanana, uwepo wa bahari, angahewa na hali ya hewa, sumaku yenye nguvu . .

Ikiwa kuna maisha tata huko, misitu ingeweza kufunika sehemu kubwa ya uso wa sayari. Ikiwa maisha ya akili yangekuwepo, maeneo mengine yanaweza kuwa ya mijini. Walakini, utaftaji wa mlinganisho kamili na Dunia unaweza kupotosha kwa sababu ya hali maalum juu na karibu na Dunia, kwa mfano, uwepo wa Mwezi huathiri matukio mengi kwenye sayari yetu.

Maabara ya Sayari ya Kukaa katika Chuo Kikuu cha Puerto Rico huko Arecibo hivi karibuni ilikusanya orodha ya watahiniwa wa analogi za Dunia (9). Mara nyingi, aina hii ya uainishaji huanza na saizi na misa, lakini hii ni kigezo cha uwongo, kilichopewa, kwa mfano, Venus, ambayo iko karibu na sisi, ambayo ni karibu saizi sawa na Dunia, na ni hali gani zinazotawala juu yake. , inajulikana.

9. Exoplanets zinazoahidi - analogi zinazowezekana za Dunia, kulingana na Maabara ya Kukaa kwa Sayari

Kigezo kingine kinachotajwa mara kwa mara ni kwamba analogi ya Dunia lazima iwe na jiolojia ya uso sawa. Mifano ya karibu inayojulikana ni Mars na Titan, na ingawa kuna kufanana katika suala la topografia na muundo wa tabaka za uso, pia kuna tofauti kubwa, kama vile joto.

Kwa kweli, nyenzo nyingi za uso na muundo wa ardhi huibuka tu kama matokeo ya mwingiliano na maji (kwa mfano, udongo na miamba ya sedimentary) au kama bidhaa ya maisha (kwa mfano, chokaa au makaa ya mawe), mwingiliano na anga, shughuli za volkeno; au kuingilia kati kwa binadamu.

Kwa hivyo, analog ya kweli ya Dunia lazima iundwe kupitia michakato inayofanana, kuwa na anga, volkano zinazoingiliana na uso, maji ya kioevu, na aina fulani ya maisha.

Katika kesi ya anga, athari ya chafu pia inachukuliwa. Hatimaye, joto la uso hutumiwa. Inaathiriwa na hali ya hewa, ambayo inaathiriwa na mzunguko na mzunguko wa sayari, ambayo kila moja inaleta vigezo vipya.

Kigezo kingine cha analogi bora ya dunia inayotoa uhai ni kwamba lazima obiti kuzunguka analogi ya jua. Hata hivyo, kipengele hiki hakiwezi kuhesabiwa haki kikamilifu, kwa kuwa mazingira mazuri yana uwezo wa kutoa uonekano wa ndani wa aina nyingi za nyota.

Kwa mfano, katika Milky Way, nyota nyingi ni ndogo na nyeusi kuliko Jua. Mmoja wao alitajwa hapo awali MTEGO-1, iko katika umbali wa miaka 10 ya mwanga katika kundinyota la Aquarius na ni ndogo mara 2 na ni mara 1. mwangaza kidogo kuliko Jua letu, lakini kuna angalau sayari sita za dunia katika ukanda wake wa kuishi. Hali hizi zinaweza kuonekana kuwa mbaya kwa maisha kama tunavyojua, lakini kuna uwezekano kwamba TRAPPIST-XNUMX ana maisha marefu mbele yetu kuliko nyota yetu, kwa hivyo maisha bado yana wakati mwingi wa kujiendeleza huko.

Maji hufunika 70% ya uso wa Dunia na inachukuliwa kuwa moja ya hali ya chuma kwa uwepo wa aina za maisha zinazojulikana kwetu. Uwezekano mkubwa zaidi, ulimwengu wa maji ni sayari Kepler-22b, iliyoko katika eneo linaloweza kukaa la nyota inayofanana na jua lakini kubwa zaidi kuliko Dunia, muundo wake halisi wa kemikali bado haujulikani.

Ilifanywa mnamo 2008 na mwanaastronomia Michaela Meyerna kutoka Chuo Kikuu cha Arizona, tafiti za vumbi la cosmic karibu na nyota mpya kama Jua zinaonyesha kuwa 20 hadi 60% ya analogi za Jua tuna ushahidi wa kuundwa kwa sayari za mawe katika michakato sawa na ile iliyosababisha kuundwa. ya Dunia.

Katika 2009 Alan Boss kutoka Taasisi ya Sayansi ya Carnegie ilipendekeza kwamba katika galaksi yetu tu Milky Way inaweza kuwepo Sayari bilioni 100 zinazofanana na duniah.

Mnamo mwaka wa 2011, Maabara ya NASA ya Jet Propulsion Laboratory (JPL), pia kulingana na uchunguzi kutoka kwa misheni ya Kepler, ilihitimisha kuwa takriban 1,4 hadi 2,7% ya nyota zote zinazofanana na jua zinapaswa kuzunguka sayari za ukubwa wa Dunia katika maeneo yanayoweza kukaliwa. Hii ina maana kwamba kunaweza kuwa na galaksi bilioni 2 katika galaksi ya Milky Way pekee, na tukichukulia kwamba makadirio haya ni ya kweli kwa makundi yote ya nyota, kunaweza kuwa na galaksi bilioni 50 katika ulimwengu unaoonekana. 100 bilioni.

Mnamo mwaka wa 2013, Kituo cha Harvard-Smithsonian cha Astrofizikia, kwa kutumia uchambuzi wa takwimu wa data ya ziada ya Kepler, ilipendekeza kuwa kuna angalau sayari bilioni 17 ukubwa wa Dunia - bila kuzingatia eneo lao katika maeneo ya makazi. Utafiti wa 2019 uligundua kuwa sayari za ukubwa wa Dunia zinaweza kuzunguka moja ya nyota sita zinazofanana na jua.

Mfano juu ya kufanana

Kielezo cha Kufanana kwa Dunia (ESI) ni kipimo kilichopendekezwa cha kufanana kwa kitu cha sayari au satelaiti asilia na Dunia. Iliundwa kwa kiwango kutoka sifuri hadi moja, na Dunia ilipewa thamani ya moja. Parameta imekusudiwa kuwezesha ulinganisho wa sayari katika hifadhidata kubwa.

ESI, iliyopendekezwa mwaka wa 2011 katika jarida la Astrobiology, inachanganya taarifa kuhusu radius ya sayari, msongamano, kasi na halijoto ya uso wa sayari.

Tovuti iliyotunzwa na mmoja wa waandishi wa makala ya 2011, Abla Mendes kutoka Chuo Kikuu cha Puerto Rico, anatoa hesabu zake za fahirisi kwa mifumo mbali mbali ya exoplanetary. ESI Mendesa inakokotolewa kwa kutumia fomula iliyoonyeshwa katika kielelezo 10wapi x_i wao_i0 ni sifa za mwili wa nje ya nchi kuhusiana na Dunia, v_i kipeo kilichopimwa cha kila mali na jumla ya idadi ya mali. Ilijengwa kwa msingi Kielezo cha kufanana kwa Bray-Curtis.

Uzito uliowekwa kwa kila mali, w_i, ni chaguo lolote ambalo linaweza kuchaguliwa ili kuangazia vipengele fulani juu ya vingine, au kufikia faharasa inayotakikana au viwango vya juu vya kuorodhesha. Tovuti hiyo pia inaainisha kile inachoeleza kuwa uwezekano wa kuishi kwenye exoplanets na exo-moons kulingana na vigezo vitatu: eneo, ESI, na pendekezo la uwezekano wa kuweka viumbe katika mzunguko wa chakula.

Matokeo yake, ilionyeshwa, kwa mfano, kwamba ESI ya pili kubwa katika mfumo wa jua ni ya Mars na ni 0,70. Baadhi ya exoplanets zilizoorodheshwa katika nakala hii huzidi takwimu hii, na zingine ziligunduliwa hivi karibuni Bustani b ina ESI ya juu zaidi ya exoplanet yoyote iliyothibitishwa, saa 0,95.

Tunapozungumza juu ya exoplanets zinazofanana na Dunia na zinazoweza kukaa, hatupaswi kusahau uwezekano wa exoplanets zinazoweza kuishi au exoplanets za satelaiti.

Kuwepo kwa satelaiti yoyote ya asili ya ziada ya jua bado haijathibitishwa, lakini mnamo Oktoba 2018 Prof. David Kipping ilitangaza ugunduzi wa exomoon inayoweza kuzunguka kitu hicho Kepler-1625b.

Sayari kubwa katika mfumo wa jua, kama vile Jupiter na Zohali, zina miezi mikubwa ambayo inaweza kutumika kwa njia fulani. Kwa hivyo, wanasayansi wengine wamependekeza kwamba sayari kubwa za ziada (na sayari mbili) zinaweza kuwa na satelaiti kubwa vile vile zinazoweza kukaliwa. Mwezi wa wingi wa kutosha una uwezo wa kuunga mkono anga-kama ya Titan pamoja na maji ya kioevu kwenye uso.

Ya kuvutia zaidi katika suala hili ni sayari kubwa za ziada za jua zinazojulikana kuwa katika eneo linaloweza kulika (kama vile Gliese 876 b, 55 Cancer f, Upsilon Andromedae d, 47 Ursa Major b, HD 28185 b, na HD 37124 c) kwa sababu wana uwezekano wa kuwa na satelaiti za asili na maji ya kioevu juu ya uso.

Maisha karibu na nyota nyekundu au nyeupe?

Wakiwa na karibu miongo miwili ya uvumbuzi katika ulimwengu wa exoplanets, wanaastronomia tayari wameanza kuunda picha ya jinsi sayari inayoweza kukaliwa inaweza kuonekana, ingawa wengi wamezingatia kile tunachojua tayari: sayari inayofanana na Dunia inayozunguka kibete cha manjano. wetu. Jua, iliyoainishwa kama nyota ya mfuatano mkuu wa aina ya G. Vipi kuhusu nyota ndogo nyekundu za M, ambazo ziko nyingi zaidi kwenye galaksi yetu?

Je, nyumba yetu ingekuwaje ikiwa inazunguka kibeti nyekundu? Jibu ni kidogo kama Dunia, na kwa kiasi kikubwa sio kama Dunia.

Kutoka kwenye uso wa sayari hiyo ya kuwaziwa, kwanza kabisa tungeona jua kubwa sana. Inaweza kuonekana kuwa moja na nusu hadi mara tatu zaidi ya yale tuliyo nayo mbele ya macho yetu, kutokana na ukaribu wa obiti. Kama jina linavyopendekeza, jua litawaka jekundu kwa sababu ya halijoto yake ya baridi.

Vibete wekundu wana joto maradufu kuliko Jua letu. Mara ya kwanza, sayari kama hiyo inaweza kuonekana kuwa mgeni kidogo kwa Dunia, lakini sio ya kushangaza. Tofauti za kweli hudhihirika tu tunapogundua kuwa vingi vya vitu hivi huzunguka kwa usawa na nyota, kwa hivyo upande mmoja hutazama nyota yake kila wakati, kama vile Mwezi wetu unavyofanya Duniani.

Hii ina maana kwamba upande wa pili unabakia kuwa giza sana, kwani hauwezi kupata chanzo cha mwanga - tofauti na Mwezi, ambao unamulikwa kidogo na Jua kutoka upande mwingine. Kwa hakika, dhana ya jumla ni kwamba sehemu ya sayari iliyobaki katika mwanga wa mchana wa milele ingeteketea, na ile iliyotumbukizwa katika usiku wa milele ingeganda. Walakini ... haipaswi kuwa hivyo.

Kwa miaka mingi, wanaastronomia walikataza eneo la kibete chekundu kama eneo la uwindaji wa Dunia, wakiamini kwamba kugawanya sayari katika sehemu mbili tofauti kabisa hakutafanya mojawapo ya hizo kuwa zisizokaliwa. Walakini, wengine wanaona kuwa ulimwengu wa angahewa utakuwa na mzunguko maalum ambao utasababisha mawingu mazito kujilimbikiza kwenye upande wa jua ili kuzuia mionzi mikali isiunguze uso. Mikondo inayozunguka inaweza pia kusambaza joto katika sayari nzima.

Kwa kuongeza, unene huu wa anga unaweza kutoa ulinzi muhimu wa mchana dhidi ya hatari nyingine za mionzi. Vibete wachanga wekundu wanafanya kazi sana katika miaka bilioni chache za kwanza za shughuli zao, wakitoa miale ya miale na miale ya urujuanimno.

Mawingu mazito yanaweza kulinda uhai unaowezekana, ingawa viumbe dhahania vina uwezekano mkubwa wa kujificha ndani ya maji ya sayari. Kwa kweli, wanasayansi leo wanaamini kwamba mionzi, kwa mfano, katika aina mbalimbali za ultraviolet, haizuii maendeleo ya viumbe. Baada ya yote, maisha ya mapema duniani, ambayo viumbe vyote vinavyojulikana kwetu, ikiwa ni pamoja na homo sapiens, vilitoka, vilikuzwa chini ya hali ya mionzi yenye nguvu ya UV.

Hii inalingana na hali zinazokubaliwa kwenye sayari ya karibu kama Dunia inayojulikana kwetu. Wanaastronomia kutoka Chuo Kikuu cha Cornell wanasema kwamba maisha duniani yamepata mionzi yenye nguvu kuliko inavyojulikana kutoka Proxima-b.

Proxima-b, iliyoko umbali wa miaka mwanga 4,24 kutoka kwa mfumo wa jua na sayari ya miamba iliyo karibu zaidi kama Dunia tunayoijua (ingawa hatujui chochote kuihusu), hupokea miale ya X-ray mara 250 zaidi ya Dunia. Inaweza pia kupata viwango vya hatari vya mionzi ya ultraviolet kwenye uso wake.

Masharti yanayofanana na Proxima-b yanadhaniwa kuwepo kwa TRAPPIST-1, Ross-128b (takriban miaka kumi na moja ya mwanga kutoka kwa Dunia katika kundinyota Virgo) na LHS-1140 b (miaka arobaini ya mwanga kutoka Duniani katika kundinyota Cetus). mifumo.

Mawazo mengine yanahusu kuibuka kwa viumbe vinavyowezekana. Kwa kuwa kibete chenye giza chenye rangi nyekundu kingeweza kutoa mwanga mdogo zaidi, inafikiriwa kwamba ikiwa sayari inayoizunguka ina viumbe vinavyofanana na mimea yetu, ingelazimika kunyonya nuru juu ya anuwai kubwa zaidi ya urefu wa mawimbi kwa usanisinuru, ambayo ingemaanisha kwamba “exoplanets” zingeweza. kuwa karibu nyeusi kwa maoni yetu (Angalia pia: ) Walakini, inafaa kutambua hapa kwamba mimea iliyo na rangi tofauti na kijani pia inajulikana Duniani, inachukua mwanga tofauti kidogo.

Hivi majuzi, watafiti wamevutiwa na aina nyingine ya vitu - vijeba nyeupe, sawa na saizi ya Dunia, ambayo sio nyota madhubuti, lakini huunda mazingira thabiti karibu nao, ikitoa nishati kwa mabilioni ya miaka, ambayo inawafanya kuwa malengo ya kuvutia. utafiti wa exoplanetary. .

Ukubwa wao mdogo na, kwa sababu hiyo, ishara kubwa ya usafiri wa exoplanet inayowezekana hufanya iwezekane kutazama angahewa za sayari zenye miamba, ikiwa zipo, kwa darubini za kizazi kipya. Wanaastronomia wanataka kutumia vituo vyote vya uchunguzi vilivyojengwa na vilivyopangwa, ikiwa ni pamoja na darubini ya James Webb, terrestrial. Darubini kubwa sanapamoja na yajayo asili, HabEx i LUVUARwakitokea.

Kuna tatizo moja katika uwanja huu unaopanuka ajabu wa utafiti wa exoplanet, utafiti na uchunguzi, lisilo na maana kwa sasa, lakini ambalo linaweza kuwa kubwa kwa wakati. Kweli, ikiwa, shukrani kwa vyombo vya hali ya juu zaidi, hatimaye tunaweza kugundua exoplanet - pacha ya Dunia ambayo inakidhi mahitaji yote magumu, iliyojaa maji, hewa na joto sawa, na sayari hii itaonekana "bure" , basi bila teknolojia ambayo inaruhusu kuruka huko kwa wakati fulani unaofaa, kutambua inaweza kuwa mateso.

Lakini, kwa bahati nzuri, hatuna shida kama hiyo bado.