Kepler-22b
Kepler-22b – планета, обращающаяся вокруг звезды Kepler-22 в созвездии Лебедя. Первая обнаруженная и подтвержденная экзопланета, которая находится в обитаемой зоне. Она расположена на таком расстоянии от своей звезды, которое необходимо для существования на ней воды в жидком состоянии и условий, аналогичных земным.
Краткая характеристика
Звезда Kepler-22, которой принадлежит данная планета, относится к спектральному классу G, как и Солнце. Она находится в 620 световых годах от Земли. Ее эффективная температура близка к температуре на Солнце – 5500 К. Размеры и масса этой звезды практически не отличаются от солнечных. Kepler-22b вращается по ее орбите на расстоянии 127,5 млн км (0,85 а.е.) и делает полный оборот за 290 суток. Это одна из самых массивных известных экзопланет. Ее масса в 35 раз больше массы Земли, а сила тяжести в 6,1 раз больше, чем на Земле. Радиус планеты равен 15 400 км, то есть она больше любой из планет земной группы в Солнечной системе. Объем ее в 14 раз превышает земной, а плотность больше примерно в 2,5 раза.
Предполагается, что Kepler-22b по своим характеристикам похожа на Нептун, то есть состоит из толстого слоя атмосферы, жидкой поверхности и небольшого ядра. Вдвое больший, чем у Земли, радиус дает основания полагать, что планета не имеет твердой поверхности. Однако существование атмосферы на этой планете пока не подтверждено. Точный состав ее также еще не известен.
Открытие
Kepler-22b открыта 5 декабря 2011 года с помощью космического телескопа «Кеплер». Как и множество других экзопланет, она была обнаружена транзитным методом. Суть этого метода описана в статье о планете Kepler-186f. Существование и планетная природа Kepler-22b были подтверждены наблюдениями с Земли посредством исключения из всех вариантов изменения блеска звезды тех, которые могли имитировать транзит планеты.
Интересные факты
Схожесть звезды Kepler-22b с Солнцем также значительно увеличивает вероятность наличия благоприятных условий для жизни, так как этот фактор считается одним из основополагающих. Примечательно, что именно в системах солнцеподобных звезд чаще обнаруживаются планеты-гиганты или близкие к ним по параметрам планеты. Тем не менее, пока не будет получено больше данных об ее атмосфере, строении и составе, говорить о возможной обитаемости Kepler-22 еще рано.
Kepler-22b предположительно относят к классу горячих нептунов – планет с массой, примерно равной массе Нептуна, находящихся на расстоянии меньше 1 а.е от своей звезды, состоящих из ядра и обволакивающей его плотной атмосферы. По результатам наблюдений космических телескопов и наземных исследований, экзопланет такого типа во Вселенной может быть очень много. В настоящее время таких объектов открыто около 2 тысяч. Если обитаемость их подтвердится, это существенно повысит вероятность наличия жизни за пределами Земли.
Могли бы мы выжить на планете Kepler-22b, которая была открыта 10 лет назад?
Режиссерская работа Ридли Скотта в сериале «Воспитанные волками» не вызывает нареканий. Тем не менее, любопытно, что сценаристы устроили действия фильма на Kepler-22b, реальной планете, которая 10 лет назад ( 5 декабря 2011 года) попала в заголовки газет как первая подтвержденная экзопланета земного типа, обнаруженная в обитаемой зоне ее родительской звезды.
В сериале нет ничего, что требовало бы его показа в данном реальном месте, и это предлагает сравнение между тем, что показано на экране, и тем, что ученые знают о планете.
Однако, на сегодняшний день мы очень мало знаем о Kepler-22b, но то, что мы знаем, резко контрастирует с миром, колонизированным персонажами «Воспитанные волками». Существует мало свидетельств того, что настоящий Kepler-22b каким-либо образом похож на мир, который мы видим на экране. Эти миры, вымышленный и реальный, по-видимому, имеют только одинаковое имя и ничего больше.
Ответ на вопрос, почему создатели решили показать мир там, когда любое количество других миров, реальных или воображаемых, могло бы лучше соответствовать их видению, непонятно. Но можно обратить внимание на другой вопрос: каково это на самом деле жить на Кеплер-22b?
Космический телескоп Kepler
Поиск миров за пределами нашей солнечной системы длился веками, но первое подтвержденное обнаружение внесолнечного мира было подтверждено только в 1990-х годах.
С тех пор с 2009 по 2021 год было обнаружено более 4500 экзопланет, многие из них — космическим телескопом Кеплера.
Кеплер использовал метод транзита для обнаружения внесолнечных планет. Направляя свой взгляд на определенные области неба, Кеплер измерял видимую яркость звезд, ища периодические падения количества света, попадающего в апертуру.
Уменьшение видимого света предполагало прохождение объекта. Но этого было недостаточно, чтобы подтвердить существование планеты. Множество различных явлений может вызвать временное снижение яркости звезды. Вот почему Кеплеру потребовалось по крайней мере три события затемнения с повторяющимися интервалами, чтобы подтвердить существование планеты.
Кеплер был спроектирован таким образом, что он мог непрерывно видеть всю область космоса, а не только одну конкретную звезду. Это было важно, потому что транзитные события могут быть кратковременными, и разрыв контакта может означать их пропуск.
Огромное количество экзопланет, обнаруженных Кеплером, является свидетельством того, насколько хорошо была спланирована и выполнена миссия. Общая миссия длилась девять лет, прежде чем система управления телескопом была исчерпана и он был выведен из эксплуатации. Было обнаружено много планет, но почти все они неизвестны широкой публике.
Кеплер-22б — исключение, потому что он был первым, открытым ровно 10 лет назад. Первый земной мир в зоне обитания. Первый подтвержденный мир за пределами нашей солнечной системы, который предлагал возможность другого места, где мы могли бы жить, если бы только мы могли туда попасть.
Kepler-22b
Популярные заголовки во время открытия Kepler-22b позиционировали его так, как если бы это была еще одна Земля, вращающаяся вокруг далекой звезды. Это верно только в самых общих чертах по сравнению с разнообразием миров, существующих в Галактике.
Однако, несмотря на многие сходства, Кеплер все равно выглядел бы для нас совершенно чуждым миром, если бы у нас была возможность его посетить.
Планета вращается вокруг звезды, очень похожей на нашу. Это желтый карлик, расположенный на расстоянии 620 световых лет от нас. Звезда немного меньше, немного моложе и слабее Солнца. Ее размер и яркость означают, что она не излучает столько тепла, как Солнце. К счастью, Kepler-22b вращается немного ближе к своей родительской звезде (на 15 %, примерно 127,5 млн.км), чем Земля к своей, что более или менее уравновешивает ситуацию.
Восход на планете Kepler-22 b в представлении художника. © Denisng
Однако расстояние от звезды — не единственный фактор, влияющий на то, пригоден ли мир для жизни. Важно знать, какой тип атмосферы имеет планета, поскольку она оказывает такое же, если не большее влияние на среднюю температуру.
Чтобы убедиться в этом, нам не нужно смотреть дальше наших собственных планетарных соседей. Если бы расстояние до Солнца было единственным соображением, мы бы ожидали, что Меркурий будет самой теплой планетой, но это не так.
Несмотря на то, что Венера находится значительно дальше от Солнца, на Венере теплее, чем даже в самых жарких местах на Меркурии, и это полностью связано с ее плотной атмосферой.
Kepler-22b (слева и вверху) в сравнении с каменистыми планетами Солнечной системы (справа и внизу). Зеленым цветом показана зона обитаемости в Солнечной системе и в системе Kepler-22. Источник: JPL
Телескоп Кеплер не был оборудован инструментами для определения состава атмосферы, но если парниковый эффект, вызванный наличием атмосферы, аналогичен земному, то это соответствует средней температуре поверхности равной примерно +22°C.
Также стоит отметить, что некоторые модели представляют, что Кеплер вращается на боку, причем каждый полюс обращен к Солнцу в течение половины своего 290-дневного орбитального периода, что может еще больше способствовать мягкому климату, поскольку звездная энергия выравнивается с течением времени.
Если предположить, что его атмосфера похожа на земную, то мы имеем дело с планетой с пригодным для дыхания воздухом и хорошей погодой. Звучит неплохо, по крайней мере, до тех пор, пока мы не рассмотрим остальные свойства планеты.
Размер и структура
Кеплер-22b был описан как планета похожая на Землю, что в определенной степени верно. На самом деле он в 2,4 раза больше диаметра Земли, что звучит неплохо, пока не копнуть чуть глубже.
Помните, что 2,4 диаметра не равняются 2,4 массе. Здесь мы снова сталкиваемся с неизвестным. Не зная состава планеты, мы не можем вычислить ее массу. Возможно, Kepler-22b в основном газообразный мир, и в этом случае он может быть не таким массивным, но также может быть не очень интересным местом для жизни. Возможно, он очень похож на Землю, в основном состоит из камня, железа, льда и воды. В этом случае его масса будет примерно в 10-15 раз больше массы Земли.
Опять же, мы не можем знать все переменные, действующие на поверхности планеты, но вполне вероятно, что даже в идеальном сценарии гравитационные силы, проявляющиеся на поверхности, больше чем вдвое больше того, что люди испытывают на Земле. Это все равно что ходить по планете, неся на себе груз весом в собственный вес.
Хорошая новость заключается в том, что такая сила тяжести, вероятно, означает отсутствие гигантских ящериц. Гравитация на Земле, устанавливает своего рода верхний предел размеров животных, прежде чем вес их собственных тел раздавит их. Более высокая сила тяжести обычно означает меньшие размеры животных. Это верно даже на клеточном уровне.
Это причина того, что самые большие животные, которые когда-либо существовали на Земле, живут в воде, где сила тяжести сведена к минимуму. Это подводит нас к заключительному пункту о Kepler-22b.
Скорее всего, планета покрыта глобальным океаном (планета-океан). Некоторые ученые предположили, что Kepler-22b может быть больше похож на Нептун, чем на Землю, со скалистым ядром и большим океаном, покрывающим всю планету.
Новое поколение телескопов может раскрыть больше подробностей об этом интригующем далеком мире, но то, что мы знаем (или подозреваем) до сих пор, рисует совершенно иную картину, чем та, которая была представлена в сериале.
Тем не менее, даже если будущие знания исключат Kepler-22b из списка потенциально обитаемых планет, исследования экзопланет проясняет одну вещь. Галактика и Вселенная полны далеких миров, многие из которых, вероятно, способны поддерживать жизнь.
Американский телескоп «Кеплер» непрерывно сканировал участок неба более 1000 дней между созвездиями Лебедя и Лиры, где находятся около 4,5 миллионов звёзд. И, буквально, недавно (5 декабря 2011 года) обнаружил экзо-планету, похожую на Землю, находящуюся за пределами нашей Солнечной системы.
Ещё раньше астрономы уже пару раз объявляли о нахождении подобных экзо-планет, но последующее сканирование этих объектов сводило сенсацию на нет (планета-двойник): находки вращались очень близко к своим «солнцам» и их поверхность была не совместима с жизнедеятельностью человека.
Но новая планета, названная Kepler-22b как раз и находится в так называемой «зоне жизни» и несмотря на более близкое расстоянии к своей звезде, там вполне возможна жизнь. Расстояние такое, что вода на ней не будет выкипать, но и в то же время не замерзнет, оставаясь в жидком состоянии. А это, как известно, и является главным условием для существования жизни!
Телескоп обнаружил ещё 54 кандидата на роль экзо-планет, однако, только Kepler-22b стала первой, расположение которой в этой зоне было подтверждено повторными наблюдениями. Учёные-астрономы уверены, что обнаруженное небесное тело является самым близким аналогом нашей планеты, соответствует земным условиям и вполне пригодно для обитания.
Это поистине ошеломляющее открытие, оставляет скептиков пребывать в гордом одиночестве и подтверждает тезис оптимистов, что мы не одиноки во Вселенной. Обнаруженная экзо-планета похожа на нашу родную Землю больше, чем доселе какое-либо другое из известных науке космических тел. Когда-то, возможно, в скором будущем, человеческая раса постепенно переселится на Kepler-22b.
Астрономы-учёные теперь с удвоенной энергией будут продолжать сканировать область «двойника» особыми лучами. И вскоре должны послать на Кеплер-22b информацию о нашей Земле и о людях. А вдруг нам ответят?! Ась.
Есть ли жизнь на Кеплере?
Астрономы впервые “зарегистрировали” потенциально обитаемую планету
Имя этой планеты — Kepler-22b, год на ней длится 290 дней, расстояние от нее до Земли — 600 световых лет. Несмотря на то что расположена она за пределами Солнечной системы, не исключено, что на ней есть жизнь, подогреваемая другим солнцем. В отличие от десятка других экзопланет “земной” группы, планета Kepler-22b оказалась первой, чье существование и местоположение ученые смогли подтвердить повторными наблюдениями. А по закону, только в этом случае новое небесное тело можно считать по-настоящему открытым.
Планету, как сообщает NASA, обнаружил телескоп «Кеплер». Запущенный в 2009 году, этот аппарат постоянно сканирует небо между созвездиями Лебедя и Лиры. Там 4,5 миллиона звезд с вращающимися вокруг планетами. Их телескоп регистрирует по изменению яркости светил, когда планета проходит по диску звезды. Таким образом «Кеплер» нашел уже 54 кандидата на планеты «земной» группы. Однако именно в случае с Kepler-22b ее существование удалось подтвердить дважды.
Итак, только по тени, наводимой этой планетой на свою звезду, ученые выяснили, что она находится в зоне, пригодной для обитания живых существ. Что это значит? Во-первых, сама звезда, вокруг которой вращается планета, относится к спектральному классу G, такому же, как наше Солнце. Правда, если на освещаемой им планете все-таки есть люди, у нас они смогли бы жить разве что в Антарктиде — дело в том, что их солнце поменьше и похолоднее нашего, его яркость меньше примерно на четверть. Но зато кризис перенаселения «кеплерянам» не грозит: радиус планеты в два с лишним раза больше, чем у Земли.
Есть, конечно, много темных пятен, которые еще предстоит раскрыть ученым. В частности, пока им неизвестна масса планеты, поэтому трудно оценить ее плотность и состав. Кто знает, может быть, Kepler-22b целиком из газа, и на ней вообще никто не живет.
Как прокомментировал «МК» это событие сотрудник Института радиотехники и электроники РАН Александр Зайцев, в связи с таким открытием не следует сразу рассуждать о наличии на планете жизни. Астрономы просто фиксируют планеты, расположенные в так называемом «поясе жизни» в том смысле, в каком мы ее себе представляем. Они могут быть чуть ближе или чуть дальше от своей звезды, чем мы от Солнца, на них может быть чуть холоднее или жарче, но в пределах, пригодных для существования живности. Поэтому беседовать о существовании там живых существ мы можем чисто теоретически.
— А каковы будут дальнейшие шаги ученых в изучении такой дальней планеты?
— Теперь надо действовать в двух направлениях: во-первых, продолжать наблюдать ее, во-вторых, применять активные методы, то есть посылать на нее радиосигналы и получать ответные, отраженные радиоответы. Таким образом мы сможем уточнить орбиту открытого тела.
Kepler-22b экзопланета в обитаемой зоне
Kepler-22b – это экстрасолярная планета, вращающаяся вокруг звезды G-типа Kepler-22. Она расположена примерно в 600 световых годах от Земли в созвездии Лебедя. Её обнаружил космический телескоп НАСА Kepler. Это первая известная планета на орбите в пределах обитаемой зоны звезды, подобной Солнцу.
Первый транзит “Кеплера-22b” перед своей звездой был замечен на третий день научных исследований телескопа Кеплер в середине 2009 года. Третий транзит Kepler-22b был обнаружен в конце 2010 года. Космический телескоп “Спитцер” предоставил дополнительные данные, подтверждающие транзиты экзопланеты. 5 декабря 2011 года было объявлено о подтверждении существования Kepler-22b.
Состав и структура Кеплер-22b
Радиус Kepler-22b примерно в 2,4 раза превышает радиус Земли. Её масса и состав поверхности остаются неизвестными, с установлением только некоторых очень грубых оценок. По одним расчетам, она имеет менее 124 масс Земли, а по другим – менее 36 масс Земли. Считается, что объект имеет массу, аналогичную массе Нептуна (
Предполагается, что экзопланета Kepler-22b – это мир одного большого океана. Она может быть сопоставима с богатой водой планетой GJ 1214 b, хотя Kepler-22b, в отличие от GJ 1214 b, находится в обитаемой зоне. Если бы она имела состав, подобный земному, то сжатие материала внутри планеты дало бы общую массу, превышающую 40 масс Земли. Такая планета будет производить поверхностную гравитацию более чем в 7 раз больше, чем на Земле. По радиальным измерениям скорости системы, предполагается, что Kepler-22b не имеет земного состава. Она, вероятно, будет иметь более летучий богатый состав с жидкой или газообразной внешней оболочкой. Это сделало бы её похожим на Kepler-11f – самую маленькую известную газовую планету.
Орбита Kepler-22b
Никакой информации о форме орбиты планеты не имеется. Известно, что многие внеземные планеты движутся по высокоэллиптическим орбитам. Известно, что полу-большая ось её орбиты находится в пределах обитаемой зоны звезды. Если экзопланета имеет сильно вытянутую орбиту, она вполне может провести лишь небольшую часть своего времени в этой обитаемой зоне, что вызовет экстремальные перепады температур на ней и сделает ее негостеприимной.
Температура поверхности и состав Кеплер-22b
Среднее расстояние от звезды Kepler-22b до ее звезды Kepler-22 на 15% меньше, чем расстояние от Земли до Солнца. Светимость Kepler-22 на 25% меньше, чем у нашей звезды. Эта комбинация более короткого среднего расстояния от звезды и более низкой звездной светимости согласуется с умеренной температурой поверхности на этом расстоянии. Предполагается, что поверхность не подвержена экстремальному тепличному нагреву.
Если будет обнаружено, что планета движется по сильно эллиптической орбите, ее температура поверхности будет варьироваться от более высокой температуры вблизи Kepler-22 до более низкой, когда она находится дальше. Если орбита действительно сильно эллиптична, то диапазон температурной дисперсии будет экстремальным.
Ученые могут оценить возможные состояния поверхности следующим образом:
