Інформація Обраних

ЯК АСТРОНОМИ ЖИТТЯ У ВСЕСВІТІ ШУКАЮТЬ




Мал. 1. Головна складова радіотелескопа "Allen Telescope Array" (ATA) &mdash шестиметрове дзеркало-"тарілка". Ілюстрація з сайту www.seti.org.

Мал. 1. Головна складова радіотелескопа "Allen Telescope Array" (ATA) &mdash шестиметрове дзеркало-"тарілка". Ілюстрація з сайту www.seti.org.

 

Астрономи впевнено рухаються до розгадки таємниці, яка хвилює чи не кожного землянина і яку найсміливіші оптимісти формулюють запитаннями на кшталт "Чи самотні ми у Всесвіті?".
Звісно, говорити сьогодні про якісь результати пошуків "собі подібних" не доводиться. З однієї єдиної причини &mdash їх, цих результатів, просто немає. Читач, обізнаний, наприклад, з питанням пошуку сигналів позаземних цивілізацій, мав би зауважити, що подібні проекти вже не фінансують за державний кошт навіть у розвинених країнах світу. Хоча ідея реєстрації сигналів від іншопланетян продовжує жити і доказом цього є факт уведення в дію в минулому році радіотелескопа, спеціально збудованого для пошуку таких сигналів.
Зазначимо, що це перший у світі радіотелескоп, спеціально збудований для пошуку позаземних цивілізацій. 42 шестиметрові "тарілки" (з 350 запланованих) вже використовують для реєстрації сигналів з космосу. Як вважають фахівці, технічні можливості нового телескопа підвищують шанси знайти у Всесвіті позаземний розум.
Новий радіотелескоп побудовано на кошти Пола Аллена (він разом з Б. Гейтсом створив всесвітньо відому фірму Microsoft) і названо "Allen Telescope Array" (ATA). Особливістю телескопа є спеціальна комп'ютерна програма, завдяки якій відбуватиметься фільтрація сторонніх шумів, створених космічними тілами.
Додамо, що окрім пошуку іншопланетян, цей телескоп планують використати і для потреб позагалактичної астрономії. І це не випадково, адже гарантії успіху в реєстрації сигналів мінімальні. Тим паче, що знаменитий астрофізик Стівен Гокінг упевнений &mdash за межами Землі існує лише примітивне життя. Ми не самотні у Всесвіті, вважає він, проте відносить себе до скептиків, які задають слушне запитання: "Якщо життя у Всесвіті є, то чому із сучасними технологіями людство до сьогодні не виявило жодного більш-менш точного свідчення його існування?".
Виступаючи в Університеті імені Джорджа Вашингтона з лекцією, приуроченою до 50-річчя створення NASA, Гокінг перерахував три можливі варіанти відповіді на одвічне запитання чи "одинокі ми у Всесвіті?".
Перший варіант: людство і життя взагалі &mdash це своєрідне унікальне космічне явище, якому немає аналогів. Другий варіант зводиться до того, що в далекому космосі є декілька високорозвинутих цивілізацій, але вони суттєво відрізняються від людства, а з урахуванням розмірів Всесвіту, знайти їх &mdash це свого роду виграш у лотерею. Третій варіант, до якого схиляється й сам Гокінг, полягає в тому, що життя у Всесвіті існує, проте воно примітивне, а відносно організовані види &mdash це дуже велика рідкість. "Дехто б сказав, що на Землі розумне життя ще тільки має з'явитись", &mdash пожартував 66-річний Гокінг.
На лекції вчений ясно дав зрозуміти, що не вірить розповідям про зустрічі з прибульцями з інших планет. Іншопланетяни чомусь "являються лише дивакам і людям з дивними особливостями", сказав Гокінг. "Звісно, якби у людства був ще мільйон років на пошуки, то, очевидно, в тому чи іншому вигляді позаземне життя було б знайдене", &mdash говорить учений, який присвятив своє життя вивченню гравітації.
Отже, з сигналами від іншопланетян кепські справи, а чекати мільйон років &mdash занадто великий термін. То що ж робити? Виконувати щоденно дослідження, розкривати і встановлювати будову та структуру Всесвіту на всіх рівнях, доступних сьогодні астрономічній науці. Можливо саме на цьому магістральному шляху пізнання Мегасвіту нам пощастить знайти відповідь на одвічне питання існування життя у Всесвіті.
Цікаво зауважити, що, власне, питання життя не проходить по "відомству" астрономії. Однак пошуки позаземних його проявів чомусь "повісили" на астрономів. Можна бути впевненим, що коли таке життя все ж знайдуть, от тоді на відомому блюдечку зі смужечкою відомо якого кольору це питання "передадуть" біологам, чи то пак астробіологам...
Фактично астрономи пішли іншим, природним для них, шляхом у питанні пошуку життя поза межами Землі. Цей шлях можна охарактеризувати двома тезами: перша &mdash пошук основи, якщо хочете підґрунтя, на якій квітне земне життя; друга &mdash пошук того, що є невід'ємною складовою життя.
Суть першої тези зводиться до пошуку позаземних планет, а другої &mdash до пошуку складних хімічних сполук, які є атрибутами земного життя. Про успіхи на цьому шляху далі детальніше.
Першу позасонячну планету відкрито у 1995 р. Відтоді сімейство екзопланет (таким терміном в астрономії позначили планети, які рухаються навколо інших зір &mdash Авт.) поповнилось майже трьома сотнями таких космічних об'єктів. Безумовно &mdash відкриття екзопланет суттєва віха як у розвитку астрономії, так і в питанні позаземного життя. Адже до зазначеного відкриття розмірковування про інші планетні системи та можливе існування на них життя були лише розмовами.

Мал. 2. Так художник-фантаст уявляє вигляд однієї з екзопланет

Варто особливо зауважити, що астрономи досягли цього результату &mdash відкрили світ екзопланет &mdash займаючись властивою для них роботою &mdash дослідженням Всесвіту. Фактично в кінці ХХ ст. розвиток астрономії, перш за все її технічної бази, сягнув такого рівня розвитку, що таке відкриття стало на часі.
Ми не будемо тут особливо зауважувати питання екзопланет, хоча воно, безумовно, цікаве. Чого, наприклад, вартий той факт, що серед відкритих планетних систем дуже малий відсоток нагадує за своєю будовою нашу Сонячну систему, або те, що екзопланети-гінанти дуже близько містяться від своїх зір тощо.
Нас мають цікавити екзопланети схожі на Землю, а також те, поблизу яких зір їх відкрито. Тут нашу цікавість астрономічна наука вже може задовільнити. Отак міжнародна група астрономів з Аргентини, Чилі й Італії, спираючись на спостереження, проведені в Європейській південній обсерваторії з допомогою спектрографа FORS1, повідомляє, що їй вдалося виявити коливання в русі планети OGLE-TR-111b, які можна пояснити присутністю іншої планети з масою, близькою до маси Землі. Статтю з результатами цієї роботи ("Detection of Period Variations in Extrasolar Transiting Planet OGLE-TR-111b") розміщено в електронній бібліотеці Корнельського університету і прийнято до друку в Astrophysical Journal Letters.
Зазначу &mdash ознаки присутності планети з масою близькою до земної поблизу зорі, що схожа на Сонце, виявлено вперше. Раніше астрономи відкривали лише екзопланети, маси яких як мінімум у декілька разів перевищують масу Землі &mdash так звані "суперземлі".
Проте постає питання, а наскільки у Всесвіті поширені планетні системи, схожі на нашу? Імовірно, достатньо широко, оскільки першу планетну систему, схожу на Сонячну систему відкрито з допомогою нового методу, використання якого дало змогу до цього відкрити лише шість планетних систем.
Суть методу, який отримав назву гравітаційного мікролінзування, полягає в тому, що яскравість далекої зорі зазнає змін тоді, коли прямо перед нею опиняється інша зоря з планетами. Тобто у гравітаційному полі ближчої до нас системи світло далекої зорі зазнає відхилень, які можна розрахувати.
У результаті недавнього детального аналізу системи з мікролінзуванням OGLE-2006-BLG-109 було встановлено, що зміни яскравості спричинені наявністю двох планет, схожих на наші Юпітер і Сатурн. Наслідок цього хвилюючого відкриття - можливість існування в системі внутрішніх планет, серед яких цілком можуть бути планети подібні до Землі.


 Мал. 3. На поданому вище малюнку показано, як художник уявив собі планетну систему BLG-109

Отже, як бачимо відкриття планет близьких за своїми фізичними характеристиками до нашої Землі вже розпочалось, і, очевидно, зовсім скоро нам буде відомо багато таких планет. Впевнено говорити про це дозволяє ще й той факт, що пошук землеподібних планет є головним завданням кількох космічних місій. Наприклад, на лютий 2009 р. в США заплановано запуск космічного телескопа "Кеплер", завданням якого стане пошук землеподібних планет. Можна також вказати на програму, яка отримала назву "Дарвін". Її розробили європейські вчені спільно з колегами з США та Японії, і її зміст зводиться до пошуку життя на планетах за межами Сонячної системи. Програма передбачає запуск у космос апарата, оснащеного потужним спектрометром, що зможе виявити в атмосферах екзопланет, за своїми параметрами подібних до Землі, сліди діяльності живих організмів &mdash вуглекислий газ, озон, водяну пару і метан.
Тепер трохи про фізичні характеристики тих зір, поблизу яких відкривають екзопланети. Як вже було сказано серед них є такі, що схожі на наше Сонце. Першу екзопланету, згадаймо, відкрито в 1995 р. поблизу пульсара. А пульсар, як відомо, &mdash це нейтронна зоря, одна з кінцевих стадій еволюції зір з певною масою.
У квітні 2007 року стало відомо про відкриття двох "суперземель" поблизу червоного карлика Gliese 581, у якого раніше вже було виявлено планету. Нові дослідження показують, що одна з планет, імовірно, може бути придатною для життя.
Серед близько 300 екзопланет, відкритих за останнє десятиліття, значна частина є великими газовими гігантами на зразок Юпітера. Лише у декількох планет маса менша від 10 земних мас, що є підставою відносити їх до планет земного типу. До цього типу належать і недавно відкриті Gliese 581c і Gliese 581d, що мають маси, згідно з попередніми оцінками, 5 і 8 земних відповідно.
Порівняно невеликі планети поблизу інших зір сучасними методами виявити досить складно. Проте якщо зоря сама має малу масу і світність, як червоний карлик Gliese 581 спектрального класу M, вірогідність виявити планету доплерівським або астрометричним методом зростає.
Ба більше, до 75% всіх зір Галактики належать до класу M. Зорі цього спектрального класу живуть відносно довго і є стабільними. Проте їх магнітна активність досить висока, і під час спалахів їх ультрафіолетове й рентгенівське випромінювання можуть виявитись згубними для живих організмів.
Тривалий час вважали, що червоні карлики не можна розглядати як кандидатів для пошуку екзопланет з можливим існуванням на них життя. Так звана "зона життя", тобто такий діапазон параметрів орбіт, що дозволяють планеті мати воду в рідкому стані, у цих зір дуже мала і міститься близько до зорі через низьку світність червоних карликів.
Окрім того, в цій зоні сильна припливна дія змусить планету обертатися навколо осі синхронно з періодом обертання навколо зорі. Це має призвести до того, що на одному її боці завжди буде день, а на іншому &mdash ніч. Атмосфера при цьому сконденсується й температури на нічному боці планети будуть дуже низькими. Проте потужна атмосфера з сильним парниковим ефектом може, у принципі, вціліти і навіть вирівняти температуру на денному й нічному боці планети, зробивши її придатною для життя.
Дві групи дослідників опублікували в Astronomy and Astrophysics статті, в яких зроблено висновки про те, що зона життя в системі Gliese 581 лежить приблизно від 0,1 до 0,3 астрономічної одиниці (а.о.). У цю зону потрапляє планета Gliese 581d. На цій планеті цілком може бути присутнім у достатній кількості CO2, що забезпечує парниковий ефект.
Моделювання також показало, що планетна система Gliese 581 стійка впродовж принаймні 100 млн. років. Навіть якщо параметри орбіти Gliese 581d (велика напіввісь 0,25 а.о. і період обертання навколо зорі 83,6 земних діб) трохи змінювались і планета "виходила" з зони життя у минулому, на ній цілком могли виникнути і зберегтися (за умови наявності атмосфери з парниковим ефектом) біологічні форми життя.
Дві інші планети в системі містяться дуже близько до зорі й життя на них, згідно з сучасними уявленнями, неможливе.
На тлі помітних успіхів у відкритті землеподібних планет прихильникам позаземного життя додає оптимізму й відкриття іншого штибу. Йдеться про те, що в зонах утворення планет поблизу молодих зір виявлено органічні молекули й воду.
Аналіз даних, переданих космічним телескопом Spitzer ("Спітцер"), дозволив американським ученим виявити велику кількість простих органічних газів, а також водяної пари, що зосереджені навколо молодої зорі в зоні можливого формування планет. Водяна пара також виявлена в зонах утворення планет ще навколо двох зір.
За допомогою інфрачервоного спектрографа телескопа Spitzer Джон Карр (John Carr) з дослідницької лабораторії ВМС США та його колеги визначали хімічний склад газів, що утворюють протопланетний диск навколо молодої зорі AA Tauri (Тельця), вік якої становить менше 1 млн. років. Учені виявили, що протопланетний диск містить такі органічні молекули, як ціанид водню, ацетилен і вуглекислий газ, а також пари води.
Порівнюючи хімічний склад протопланетного диска зі складом міжзоряного газу в молекулярних хмарах, дослідники встановили, що виявлені органічні молекули утворилися усередині диска під час хімічних реакцій, які там протікали.
Інша група дослідників під керівництвом професора Джеффрі Блейка (Geoffrey Blake) з Каліфорнійського технологічного інституту виявила наявність водяної пари у внутрішніх ділянках протопланетних дисків ще двох зір. Група Блейка виконала на космічному телескопі "Спітцер" велику кількість спостережень зір з протопланетними дисками. Ретельно було вивчено дві зорі, в околицях яких сліди води виявили раніше під час спостережень на телескопі Кек II: DR Тельця і АS 205А. Учені вважають, що подальші дослідження дозволять виявити органічні молекули і водяні пари в зонах утворення планет багатьох молодих зір.
Астрономи Дж. Дібес (John Debes) та Ал. Вайнбергер (Alycia Weinberger) з Інституту Карнегі (США) виявили присутність органічних молекул у пиловому диску, що оточує молоду зорю HR 4796A (міститься на відстані 220 світлових років від Землі) з сузір'я Кентавра. З допомогою інфрачервоного спектрометра вони проаналізували випромінювання, що йде від диска і прийшли до висновку &mdash червоний колір цього диска спричинений крупними органічними вуглецевими молекулами. Вчені запевняють, що інші причини, які б забезпечували наявний червоний колір, наприклад, оксиди заліза, після відповідного аналізу було відкинуто.
Зрештою 19 березня поточного року співробітники Наукового інституту Космічного телескопа ім. Габбла оголосили про те, що їм уперше в історії астрономії вдалося виявити ознаки органічної речовини в атмосфері екзопланети.
Фактично виявлено ознаки метану, який, згідно з сучасними уявленнями, за певних умов може відігравати ключову роль у протіканні хімічних реакцій, необхідних для виникнення життя в тому вигляді, в якому ми його знаємо.
Успіху передували інтенсивні спостереження, проведені на "Габблі" з використанням камери ближнього інфрачервоного діапазону і багатооб'єктного спектрометра NICMOS під час проходження планети перед диском зорі в період з 29 квітня по 25 травня 2007 р. Окрім виявлення метану, вдалося підтвердити наявність в атмосфері планети молекул води, яку знайшли в 2007 р. з допомогою Космічного інфрачервоного телескопа Spitzer.
Планету, про яку йдеться, позначають HD 189733b, а обертається вона навколо однойменної зорі в сузір'ї Лисички на відстані 63 св. років від Землі. Ії відкрили в 2005 р. і знаменита вона тим, що з допомогою все того ж "Спітцера" вперше було складено карту температур її поверхні. На жаль, вона належить до класу "гарячих Юпітерів", тобто занадто масивна й гаряча для того, щоб на ній могло виникнути "вуглецеве" життя. Період обертання навколо зорі становить усього 2,21 діб, а радіус орбіти менший, ніж у нашого Меркурія. Не дивно, що максимальна температура її атмосфери досягає +930°С &mdash приблизно за такої температури плавиться срібло...
У наш час вважають, що метан є неодмінним "супутником життя" на планеті. На жаль, зворотне твердження неправильне &mdash наявність метану не є доказом присутності живих істот, адже ця сполука може утворюватися і в небіологічних процесах...
Керівник команди астрономів Марк Суейн (Mark Swain) з Лабораторії реактивного руху NASA не сумнівається в тому, що метод спектрографії можна з успіхом застосувати і для спостережень землеподібних потенційно населених планет, що обертаються навколо слабких зір класу червоні карлики. Тепер основна мета досліджень &mdash остаточно переконатися в правильності й адекватності методики і спробувати знайти органічні сполуки на планетах, що містяться в "зоні життя".
Насамкінець зазначимо, що життя в Галактиці може бути дуже поширеним явищем. Наше рідне Сонце &mdash жовтий карлик. Таких зір у Чумацькому Шляху, тобто в нашій галактиці, дуже й дуже багато. Астроном Майкл Мейер (Michael Meyer) з університету Аризони (University of Arizona) нещодавно вирахував, що більше половини з цих зір з великою імовірністю оточені планетними системами. Ці планетні системи схожі з нашою, а тому мають планети земного типу, що обертаються навколо зорі в зоні, придатній для життя.
Мейер вважає, що планети схожі на Землю дуже поширені в Галактиці. "За нашими спостереженням, від 20% до 60% зір сонячного типу показують ознаки формування твердих планет в умовах схожих з тими, що привели до народження Землі", пояснює вчений.
Мейер і його колеги використовували Космічний інфрачервоний телескоп "Спітцер", щоб подивитись на пилові диски біля зір схожих на Сонце. Учені знайшли такі диски біля багатьох молодих зір, а цей пил, як вважають, є побічним продуктом зіткнення тіл, що врешті-решт формують планети.
Раніше інші астрономи розробили модель, згідно з якою виходить, що тільки в більш-менш близькому оточенні Сонця кожна третя зоря, біля якої є планетна система, має планету (-и) земного типу з умовами придатними для життя. А якщо взяти відстані від Сонця більші та ще додати ситуації, коли в "жилій" зоні є газовий гігант, у якого можуть бути кам'янисті супутники з рідкою водою на поверхні...
Отже, у Всесвіті є фактори, сприятливі для існування життя. Ба більше, є складові, які потенційно можуть утворювати життя земного типу. Проте будемо обережними: відоме правило арифметики "від зміни доданків сума не змінюється" у цій ситуації не діє, радше тут має спрацювати відомий закон філософії про перехід кількості у якість. От астрономи й мають нагоду продемонструвати у черговий раз істиність законів філософії у нашому Всесвіті.

За інф. з журналу "Новости космонавтики", сайтів www.universetoday.com, www.membrana.ru та інш. підготував
І. Крячко



Создан 29 апр 2011



  Комментарии       
Имя или Email


При указании email на него будут отправляться ответы
Как имя будет использована первая часть email до @
Сам email нигде не отображается!
Зарегистрируйтесь, чтобы писать под своим ником