|
Обнаружение обитаемых экзопланет в зоне Венеры
|
|
|
|
Мечты о создании своего рода «Земли 2.0» мотивируют большую часть исследований, посвященных поиску экзопланет. Но наука об экзопланетах включает в себя не только поиск потенциально обитаемых миров. Ученым необходимо более глубокое понимание общей популяции экзопланет, чтобы понять космос.
|
|
|
|
Когда ЕКА запустит PLATO (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) в 2017 году, его задача будет заключаться в поиске каменистых экзопланет вокруг похожих на Солнце желтых карликов, субгигантов и красных карликов. Обнаружение землеподобных планет, на поверхности которых может быть жидкая вода, является важной частью миссии PLATO, но она имеет более широкий охват. Это также поможет нам понять феномен планет с неуправляемым парниковым эффектом, таких как Венера.
|
|
|
|
В преддверии запланированного запуска PLATO в марте 2017 года исследователи спрогнозировали, сколько планет земной группы из зоны Венеры (ЗВ) должен обнаружить PLATO. Их работа называется «Ожидаемое количество обнаруженных PLATO планет земной группы из зоны Венеры», а ведущим автором является Стивен Кейн. Кейн — профессор планетарной астрофизики на кафедрах наук о Земле и планетах, а также физики и астрономии Калифорнийского университета. Статья будет опубликована в журнале Publications of the Astronomical Society of the Pacific и в настоящее время доступна на сервере препринтов arXiv.
|
|
|
|
|
|
|
Ученых интересует не только количество экзопланет каждого типа. Они хотят понять эволюционные пути, по которым следуют планеты. Земля имеет долгую историю и начинала свой путь совсем иначе, чем сегодня. Некоторые экзопланеты могут начинать свой путь похожими на Землю, но в итоге превратиться в нечто совершенно иное, например, в Венеру. Управляемый парниковый эффект на Венере кардинально отличает её от Земли, и исследователи хотят понять, почему это произошло и как часто две планеты, изначально схожие по климату, со временем становятся настолько разными.
|
|
|
|
«Характеристика экзопланет земной группы и условий, приводящих к различным климатическим последствиям, является одной из главных целей экзопланетной науки», — пишут авторы. «Зона Венеры (ЗВ) предоставляет основу для идентификации планет, которые могли пережить управляемые парниковые процессы, подобные Венере, а статистические свойства таких планет напрямую влияют на модели обитаемости планет».
|
|
|
|
Во многих отношениях Венера является двойником Земли. Планеты примерно одинакового размера, имеют схожие массы и плотности. Они схожи по своему составу и имеют очень похожие параметры, поскольку образовались в одном и том же регионе солнечной туманности. На обеих планетах наблюдается вулканизм, и обе имеют молодые поверхности. Обе планеты также имеют плотные атмосферы, хотя атмосфера Венеры значительно толще.
|
|
|
|
«Центральный вопрос в планетологии заключается в том, является ли мягкий климат Земли обычным результатом эволюции планет земной группы или исключительным явлением», — пишут авторы.
|
|
|
|
Чтобы ответить на этот вопрос, PLATO будет искать больше миров в зоне Венеры (ЗВ). Зона Венеры находится внутри обитаемой зоны, где планеты получают достаточно звездного излучения, чтобы вызвать неуправляемый парниковый эффект. Внешняя граница ЗВ — это предел неуправляемого парникового эффекта, а внутренняя граница — это место, где экзопланеты получают достаточно звездного потока, чтобы полностью лишить себя атмосферы.
|
|
|
|
Из более чем 6000 подтвержденных экзопланет 384 находятся в зоне Венеры. В этом числе преобладают суперземли с радиусами более 1,25 радиуса Земли, в то время как планеты размером с Землю встречаются редко. Планеты размером с Землю особенно редки вблизи внешней границы ЗВ на пределе неуправляемого парникового эффекта. Именно здесь PLATO обнаружит большинство новых объектов.
|
|
|
|
Авторы используют данные о планетах типа VZ для создания выборки для сравнения планет. Они будут использовать данные, полученные с помощью PLATO, вместе с данными миссий, посвященных Венере, таких как DAVINCI и VERITAS, чтобы попытаться понять, где находится граница перехода к неуправляемому парниковому эффекту с точки зрения звездной инсоляции. Чем больше экзопланет типа VZ сможет обнаружить PLATO, тем точнее исследователи смогут определить эту границу.
|
|
|
|
Исследователи предполагают, что PLATO обнаружит около 170–280 экзопланет типа VZ земного типа с радиусами от 0,8 до 2,0 радиусов Земли. Они говорят, что при консервативных предположениях около 40–80 будут размером с Землю. В другой подгруппе — яркой выборке P1 — исследователи предполагают, что PLATO обнаружит ~50–85 планет земного типа и ~13–22 планеты типа VZ размером с Землю. Эти открытия особенно ценны, поскольку яркость звезды позволит определить массу по радиальной скорости и провести астеросейсмическое датирование возраста карликовых звезд типов F и G. Эта выборка также позволит в будущем с помощью телескопов проводить характеризацию атмосферы.
|
|
|
|
В целом, эти усилия по поиску планет, подобных Венере, важны, поскольку исследователи смогут сравнить полученные результаты с данными по самой Венере.
|
|
|
|
«Хотя в популяции экзопланет, вероятно, существует континуум планетарных сред, особенно полезны те случаи, которые можно подтвердить путем прямого сравнения с телами Солнечной системы», — пишут авторы. «Венера в этом отношении особенно ценна, учитывая ее резкое расхождение с Землей в прошлом, изучение которого значительно улучшится благодаря расширению популяции экзопланет вокруг ярких звезд».
|
|
|
|
Хотя основное внимание уделяется экзопланетам в зоне обитаемости, реальная цель состоит в понимании обитаемости планет с другой точки зрения. Вместо поиска большего количества аналогов Земли в обитаемой зоне ученые могут использовать гораздо большую популяцию аналогов Венеры во внутренних частях экзопланетных систем.
|
|
|
|
«Понимание распространенности и разнообразия миров, подобных Венере, имеет важное значение для того, чтобы поместить эволюцию климата Земли в более широкий контекст и оценить, является ли обитаемость нашей планеты правилом или исключением», — заключают авторы.
|
|
|
|
Источник
|
