Закатуємо губу: «жилої суперземли» не існує

Довгий час ми думали, що наша Сонячна система була еталоном для планет, які ми можемо знайти у Всесвіті. Внутрішні, тверді світи, переважаючі в найбільш гарячій частині Сонячної системи, з великими, газоподібні планетами, що обертаються набагато далі. Найбільша з цих твердих планет — це, звичайно, Земля; найменший газовий гігант — Уран; різниця в масах між ними — 17 разів, при цьому Уран в чотири рази більше Землі в радіусі. Уявіть, яким було здивування вчених, коли перед нами почали відкриватися екзопланети. Серед них були не тільки планети різних розмірів і мас, яких у Сонячній системі і не було, але і велика їх частина була представлена, як виявилося, найпоширенішим типом планети: суперземлей. У нашої Сонячної системи такої взагалі немає.

Цей клас планет — суперземли — поміщається в категорії мас від двох до десяти земних (з відповідним радіусом) і перевершує в числі будь-який інший клас планет, включаючи планети типу Нептуна, Юпітера, Землі (і менше) та інших, які ми змогли знайти. Разом з цим відкриттям з'явилося багато питань. Наприклад:

• Які ці світи — більше схожі на Землю, з твердою поверхнею і тонкою атмосферою, або на Уран, з товстим газовим ковдрою?
• чи Мають вони великі об'єми водню і гелію або ж ці елементи занадто легкі, щоб уникнути їх гравітаційного тяжіння?
• Будуть вони потенційно населені і придатні життя зразок нашої або ж їх умови абсолютно непридатні для життя?

Якщо вірити останнім численними повідомленнями і , можна подумати, що відповідь на останнє питання буде «так» і ці світи підійдуть для втілення наших позаземних мрій. Але холодний, жорсткий погляд на наукові факти — і на фізику за межами планетарної науки — ставить крапку в цій недвозначності. Насправді, сучасна наука говорить нам, що сама ідея «супер-Землі» не витримує критики. Але поки ми насправді не знайдемо життя в іншому світі — чи дізнаємося більше про планети, які тільки почали відкривати — ми не можемо знати напевно, які умови є обов'язковими для розумного життя, а які із них — просто випадковість. Коли ми класифікуємо екзопланету як планету земного типу, ми дивимося на її радіус і на те, скільки енергії вона отримує від своєї зірки.

Вчора ви могли подумати, що сталося щось надзвичайне, але насправді очікування були злегка роздуті. Ми знайшли сім цікавих екзопланет, але ні на йоту не наблизилися до виявлення цієї самої «суперземли» і вже тим більше — «жилої суперземли».

У минулому ми завжди казали, що якщо світи приблизно схожі за розмірами Землю і отримують приблизно стільки ж енергії на квадратний метр, що і Земля, вони будуть схожими на Землю, вони будуть землеподобными або земного типу. Але цей висновок ми зробили ще до того, як отримали достатньо даних, щоб його уточнити. Хоча місія NASA Кеплер забезпечує нас масою інформації про радіусі і орбітальних параметрів планети, практично неможливо сказати, чи буде ця планета газоподібної (як Уран або Нептун) або твердою, як Земля, не вимірявши її маси. Але завдяки подальшим спостереженням тяжіння планети до своєї рідної зірку, ми отримав цю масу для сотень таких світів. І з'ясувалося жахливе.

З'ясувалося, що перехід від «твердої» планети до «газової» відбувається вже при дворазовій земної маси. Якщо у вашої екзопланети буде маса в два рази більше земного і вона буде отримувати таку ж кількість енергії від зірки, ви майже напевно отримаєте постійну воднево-гелієву оболонку газу, яка створить атмосферний тиск, в сотні або тисячі разів перевищує те, яке ми маємо честь відчувати на поверхні Землі. Надія на те, що суперземли будуть схожі на Землю, і зникає без сліду, і ми сміливо можемо помістити суперземли, міні-нептун і нептуноподобные світи в одну і ту ж категорію.

Проте ми можемо знайти тверді світи, які будуть значно більше Землі. Їх навіть можна назвати «твердими суперземлями», якщо хочете, але вони будуть ще більш ворожими до мешканців нашої зеленої планети. Бачте, якщо взяти мир за типом Нептуна, який буде занадто близько до своєї рідної зірці, інтенсивна радіація світила випарить не тільки водень і гелій, але і велику частину атмосфери цього світу. Залишиться щільний, твердий світ начебто Меркурія, тільки набагато більше за масою і розміром, ніж навіть Земля. Якщо помістити Юпітер дуже близько до Сонця, вся його газова оболонка википить і залишить після себе тверду суперземлю.

Незалежно від того, під яким соусом подавати, суперземли ніколи не будуть схожими на Землю. Якщо віддалитися від Сонця, щоб отримати температури, близькі до земних, ви опинитеся похованими під товстим шаром атмосфери. Якщо підійти надто близько, щоб закип'ятити атмосферу, світ буде підсмаженою.

Гарячий Юпітер очима художника

найпоширеніші по масі планети у Всесвіті можуть і не бути представлені в нашій Сонячній системі, але відмінно демонструють, що навіть називати світ «суперземлей» — вже упередженість. Вчені Цзінцзін Чен і Девід Киппинг нагадують нам:

«Велику кількість планет з 2-10 земної маси часто наводяться в якості доказу того, що суперземли дуже поширені і що уявлення Сонячної системи дуже незвично... Проте якщо зрушити кордон між земними і нептуновыми світами до 2 земних мас, Сонячна система вже не буде виглядати незвичайно. Три з восьмипланет Сонячної системи, на нашу ж визначенням, являють собою нептуновые світи, які дуже поширені біля інших зірок типу нашої».

загалом, якщо ви вірите в існування жилих (або потенційно жилих) суперземель (тобто планет трохи більше, але все ще як Земля), робіть висновок. Тверді, газоподібні — суперземли не підходять для людей, на жаль.

Втім, це ще не означає, що ми самотні.