Įsivaizduokite, kad einate raudonos saulės apšviestoje planetoje. Čia nėra saulėtekių ar saulėlydžių.
Danguje nuolat kabo didelis kaitrinis ugnies kamuolys. Nuo didelių akmenų, kalvų ir kalnų šešėliai nepasikeitė tūkstantmečius. Tačiau greiti debesys veržiasi per dangų, atnešdami šaltą drėgną orą iš pusrutulio, kuriame karaliauja amžina naktis. Kartais vėjo gūsiai būna tokie stiprūs, kad gali pakelti į orą ne tik spragtelėjusį astronautą, bet ir sunkiąją įrangą. Ar šiame pasaulyje yra vieta gyviems organizmams? Arba planetos, esančios šalia raudonųjų žvaigždžių, yra negyvi kosminiai kūnai su dienos pragarišku karščiu ir naktį nuožmiu šalčiu? Mokslo bendruomenėje šis klausimas iškyla ne pirmą kartą, ir tam yra keletas priežasčių.
Raskite tai, ko nematote
Egzoplanetų paieška yra gana sunki mokslinė užduotis, nes daugumos jų negalime stebėti tiesiogiai teleskopu. Yra daug būdų juos rasti, tačiau dažniausiai naujienų biuleteniuose minimas radialinio greičio metodas (Doplerio metodas) ir tranzito metodas. Pirmojo esmė ta, kad mokslininkai tyrinėja žvaigždės spektrą, bandydami panaudoti Doplerio efektą, kad jame pastebėtų vienos ar kelių planetų buvimo požymius. Faktas yra tas, kad savo orbitos judėjimo metu planeta taip pat pritraukia žvaigždę prie savęs, priversdama ją tarsi „vingčioti“su revoliucijos laikotarpiu. Tokių svyravimų amplitudė priklauso nuo planetos masės, atstumo tarp planetos ir žvaigždės, taip pat nuo kampo, kuriuo stebėtojas iš Žemės žiūri į planetos orbitą. Jei egzoplaneta yra pakankamai masyvi ir skrieja arti savo žvaigždės,o jo orbita yra nuo saulės sistemos ribų, tikimybė ją rasti bus didelė. Tačiau padidėjus orbitos spinduliui ar sumažėjus svetimos planetos masei, ją rasti vis sunkiau. Taigi šis metodas bus daug efektyvesnis ieškant sunkių planetų orbitose arti žvaigždės. Be to, radialinių greičių metodas nustato tik mažiausią įmanomą planetos masės vertę, nes tyrinėdami spektro linijų poslinkį tyrėjai negali sužinoti, kokiu kampu matoma svetimų žvaigždžių sistema. Tokiu būdu buvo aptiktos aplink „Proxima Centauri“esančios planetos ir žvaigždė „Gliese 581“.radialinių greičių metodu nustatoma tik mažiausia įmanoma planetos masės vertė, nes tyrinėdami spektro linijų poslinkį tyrėjai negali sužinoti, kokiu kampu matoma ateivių žvaigždžių sistema. Tokiu būdu buvo aptiktos aplink „Proxima Centauri“esančios planetos ir žvaigždė „Gliese 581“.radialinių greičių metodu nustatoma tik mažiausia įmanoma planetos masės vertė, nes tyrinėdami spektro linijų poslinkį tyrėjai negali sužinoti, kokiu kampu matoma ateivių žvaigždžių sistema. Tokiu būdu buvo aptiktos planetos šalia „Proxima Centauri“ir žvaigždė „Gliese 581“.
Norėdami atlikti paieškas antruoju metodu, mokslininkai labai tiksliai išmatuoja žvaigždės ryškumą, bandydami rasti momentą, kada egzoplaneta praeis tarp jos ir Žemės. Šiuo metu žvaigždės ryškumas šiek tiek sumažės, o mokslininkai galės padaryti keletą išvadų apie ateivių žvaigždžių sistemos parametrus. Metodas taip pat įdomus, nes kai kuriais atvejais jis leidžia jums suprasti egzoplanetos atmosferą. Faktas yra tas, kad tranzito metu žvaigždės šviesa praeina per viršutinius atmosferos sluoksnius, todėl, analizuojant spektrus, galima pabandyti bent apytiksliai įvertinti jos cheminę sudėtį. Pavyzdžiui, tokiu būdu astronomai atrado deguonies ir anglies pėdsakus HD 209458b planetos, geriau žinomos kaip Oziris, atmosferoje. Tiesa, „Ozirį“yra šiek tiek lengviau ištirti, nes tai didžiulė planeta, kurios masė yra šiek tiek mažesnė nei Jupiterio, tačiau esanti itin arti savo žvaigždės. Tranzito metodo trūkumai yra maža tikimybė, kad planetos orbitos plokštuma yra tiesiai ant regėjimo linijos tarp Saulės sistemos ir kitos žvaigždės. Tikimybė vertinama kaip saulės spindulių planetos spindulio ir žvaigždės spindulio santykis. Be to, ši tikimybė mažės didėjant orbitos spinduliui ir mažėjant eksoplaneto dydžiui. Pavyzdžiui, tikimybė aptikti mūsų Žemę iš kaimyninių žvaigždžių tranzito metodu yra tik 0,47%. Ir net jei pasirodo, kad Žemės ir Saulės orbitos yra kažkokiame ateivių stebėtoju toje pačioje regėjimo linijoje, tai negarantuoja tikslaus mūsų planetos aptikimo. Norint patikimai patvirtinti, norint tiksliai nustatyti revoliucijos periodą, reikėtų kelis kartus pastebėti Žemės praėjimą per Saulės diską. Dalis to, kas gelbsti situaciją, yrakad tranzito metodu vienu metu galima pamatyti daugybę žvaigždžių. Pavyzdžiui, garsusis Keplerio teleskopas nuolat stebi apie 100 000 žvaigždžių. Tranzito metodas, kaip ir radialinio greičio metodas, bus jautresnis didelėms planetoms, esančioms netoli orbitų.
Tranzito metodu atrastos egzoplanetos. Apie metus.
Be radialinio greičio ir tranzito, žinoma, yra keletas kitų metodų, leidžiančių aptikti ekstrasolines planetas. Pavyzdžiui, yra gravitacinio mikrolensavimo, astrometrijos ar tiesioginių optinių stebėjimų metodas. Šie metodai yra tik efektyvesni planetoms, esančioms gana dideliu atstumu nuo savo žvaigždžių. Tačiau kol kas visi šie paieškos metodai toli gražu nėra tokie veiksmingi, o jų pagalba atrastų planetų skaičius neviršija kelių dešimčių.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Gravitacinis lęšis.
Staigūs herojai
Žinoma, daugelis norėtų rasti gyvenimui tinkamą planetą „antrąją Žemę“, kaip ją pavadino kai kurie žurnalistai. Tačiau turime tik vieną žinomą planetos gyvybės atsiradimo pavyzdį - savo Žemę. Siekdami supaprastinti problemos formulavimą, mokslininkai pristatė vadinamosios „gyvenamosios zonos“arba „auksinių užraktų zonos“sąvoką. Tai erdvės sritis aplink žvaigždę, kur gaunamos energijos kiekis yra pakankamas, kad paviršiuje būtų skysto vandens. Žinoma, tokioje koncepcijoje neatsižvelgiama, pavyzdžiui, į eksoplanetos atspindį, atmosferos sudėtį, ašies pasvirimą ir pan., Tačiau ji leidžia apytiksliai įvertinti mus dominančių kosminių kūnų paplitimą. Pavadinimas „Goldilocks zone“siejamas su pasakojimu apie tris lokius (iš pradžių - „Goldilocks and the three bear“), kuriame mergina, atsidūrusi trijų lokių namuose,bando ten jaustis: jis paragauja košės iš skirtingų dubenėlių ir guli ant skirtingų lovų. Ir pirmoji žvaigždė, radusi planą gyvenamojoje zonoje, buvo Gliese 581. Čilės La Silla observatorijos HARPS spektrografe radialinio greičio metodu buvo atrastos dvi planetos, Gliese 581 c ir d, ant šiltos ir šaltos gyvenamosios zonos ribos. Be to, vertinant pagal apatinę jų galimų masių ribą (atitinkamai 5,5 ir 7 Žemės masės), tai gali būti uolingi kūnai.sprendžiant pagal apatinę jų galimų masių ribą (atitinkamai 5,5 ir 7 Žemės masės), tai gali būti uolingi kūnai.sprendžiant pagal apatinę jų galimų masių ribą (atitinkamai 5,5 ir 7 Žemės masės), tai gali būti uolingi kūnai.
Vėliau, 2010 m., Kalifornijos universiteto Santa Kruzo ir Karnegio instituto Vašingtone mokslininkai paskelbė apie Gliese 581 g planetos, kuri yra tiesiai gyvenamosios zonos viduryje, atradimą. Planetai netgi buvo suteiktas neoficialus vardas - Zarmina - egzoplanetų paieškos grupės vadovo Stepheno Vogto žmonos garbei. Šis atradimas sukrėtė visuomenę. Žvaigždžių sistema dabar nuolat rodydavosi „geltonųjų“laikraščių naujienų biuleteniuose ir mokslinės fantastikos puslapiuose. Būtent iš Gliese 581 g planetos atvyko piktieji ateiviai, kurie 2012 m. Filme „Jūros mūšis“užpuolė Žemę. Tačiau kitos mokslinės grupės nepatvirtino „Gliese 581 g“atradimo, o rezultatus paaiškino veikiau klaida apdorojant stebėjimus ir pačios žvaigždės aktyvumą. Vogto grupės ir kitų „egzoplanetų“kivirčai tęsėsi keletą metų ir baigėsi ne jo naudai. Zarmina egzistavo, greičiausiai, tik mokslininkų vaizduotėje.
Tačiau naujų atradimų netruko laukti. Atsiradus Keplerio teleskopui, gyvenamojoje zonoje esančios planetos lyja viena po kitos. Veikiant šiam kosminiam teleskopui, buvo aptikta „Kepler-186f“, „Kepler-438 b“, „Kepler-296 e“, „Kepler-442 b“ir daugybė kitų egzoplanetų. Tačiau paaiškėjo, kad didžiąją jų dalį sieja vienas dalykas - jie visi sukasi aplink raudonus nykštukus. Raudoni nykštukai yra mažos masės ir vėsios žvaigždės, kurių paviršiaus temperatūra yra apie 3500 K. Tai nėra daug aukštesnė už kaitinamojo siūlo ritės temperatūrą. Tokios žvaigždės šviečia silpnai, tačiau jos gyvena ilgai, nes vandenilio atsargas vartoja labai lėtai. Raudonasis nykštukas, kurio masė 10 kartų mažesnė už Saulę, teoriškai šviečia trilijonus metų, o tai yra daugybe laipsnių daugiau nei Visatos amžius. Beje,neseniai atrastos „Proxima b“ir „TRAPPIST-1“planetos taip pat skrieja aplink panašias blankias žvaigždes. „Proxima b“yra mums artimiausia egzoplaneta, ji yra gyvenamojoje zonoje. Labiausiai tikėtina, kad tai uolėtas kūnas, o tai reiškia, kad jūrų ir vandenynų egzistavimas ten nėra atmetamas, jei yra atmosfera. Tiesa, planeta buvo atrasta radialinio greičio metodu, todėl tikslios jos masės ir tankio vertės dar nežinome. Na, TRAPPIST-1 žvaigždė turi kelias planetas vienu metu, teoriškai gali būti sąlygos, kad paviršiuje būtų skystas vanduo. Tiesą sakant, tokia planetų gausa raudonųjų nykštukų gyvenimo zonoje visiškai nereiškia, kad jos ten pasirodo dažniau nei, pavyzdžiui, geltonose žvaigždėse. Kadangi vėlyvojo spektro (šaltos ir raudonos) žvaigždės kartais išskiria 10 000 kartų mažiau energijos nei Saulė,buveinių zona yra daug arčiau jų. Ir čia jau pradeda veikti ekstrasolarinių planetų paieškos metodų pasirinkimas. Jei „Goldilocks“zona yra arčiau žvaigždės, tuomet joje lengviau rasti egzoplanetas. Be to, manoma, kad raudonieji nykštukai yra labiausiai paplitęs žvaigždžių populiacijos tipas ir jų mūsų Galaktikoje yra maždaug 70 proc. Pasirodo, kad jas atidarysime daug dažniau.
„TRAPPIST-1“, kurį menininkas matė vykstant dviem iš septynių žinomų planetų.
Pasauliai po raudona saule
Po pirmųjų publikacijų apie planetų atradimą netoli „Gliese 581“mokslo bendruomenėje kilo ginčas dėl galimo jų tinkamumo gyventi. Jei gyvenimas galėtų atsirasti ir vystytis aplink raudonas žvaigždes, tai rimtai padidintų jo paplitimą Visatoje. Be to, biosfera planetose po raudona saule gali egzistuoti daug ilgiau nei antžeminė, o tai reiškia, kad būtų daugiau galimybių išsivystyti iki protingos rūšies atsiradimo. Juk net ir mūsų žvaigždė, atrodo, tokia stabili žvaigždė, per 1 milijardą metų gali tapti tokia ryški, kad Žemės paviršius virs dykuma. Gyvenimas tikrai išliks žemiau paviršiaus, tačiau jis išliks, o ne vystysis. Tačiau raudonasis šimtametis galėtų palaikyti savo biosferą dešimtimis, jei ne šimtais milijardų metų. Tai viliojanti idėja, tačiau tyrimai rodokad su raudonaisiais nykštukais viskas toli gražu nėra taip paprasta. O kad gyvenimas atsirastų ir vystytųsi tokioje žvaigždžių sistemoje, jis turės įveikti daugybę labai rimtų problemų.
Potvynio potvynis
Žiūrėdami į mėnulį, visada matome tą patį jūrų modelį - tamsios dėmės ant mūsų palydovo paviršiaus. Taip atsitinka todėl, kad Žemė ir jos palydovas sukasi sinchroniškai, o Mėnulis aplink savo ašį daro vieną apsisukimą per tą patį laiką, kurį reikia apeiti Žemę. Ir tai nėra sutapimas. Jo sukimąsi aplink ašį sustabdė potvynio jėgos iš mūsų planetos. Ir šis vaizdas yra labai paplitęs Saulės sistemoje. Marso ir milžiniškų planetų palydovai, Plutono-Charono sistema - kosminių kūnų išvardijimas sinchroniškai gali užtrukti ilgai. Net Merkurijus, kuris iš pirmo žvilgsnio nepaklūsta šiam principui, taip pat yra orbitos rezonansas. Sideralinės dienos ten trunka 58,65 Žemės dienos, o planeta per 88 dienas apsisuka aplink Saulę. Tai yra, Merkurijaus diena trunka 2/3 jos metų. Beje, dėl šio efektotaip pat gana pailga planetos orbita, Merkurijaus danguje yra momentų, kai Saulės judėjimas dangumi staiga sustoja ir eina priešinga kryptimi.
Palyginamieji sausumos planetų dydžiai (iš kairės į dešinę: Merkurijus, Venera, Žemė, Marsas).
Skaičiavimai rodo, kad greičiausiai visos planetos, esančios gyvenamojoje raudonųjų nykštukų zonoje, visada susidurs su žvaigžde vienu pusrutuliu. Geriausiu atveju įmanomas toks rezonansas kaip Merkurijaus sukimasis. Ilgą laiką buvo tikima, kad tokiomis sąlygomis vienas pusrutulis bus raudonas dėl nuolatinių tiesioginių šviesos spindulių, o kitas bus amžino šalčio karalystė. Be to, naktį bus galima net užšalti kai kurioms atmosferos dujoms. Tačiau 2010 m. Kalifornijos technologijos instituto mokslininkų sukurtas potvynio jėgomis užfiksuotų į Žemę panašių planetų atmosferos modelis rodo, kad net ir lėtai sukant oro gaubtą šiluma bus gana efektyviai perkelta į nakties pusę. Dėl to nakties temperatūra neturėtų nukristi žemiau 240K (-33Co). Taip pat tokioje planetoje turėtų vaikščioti gana stiprūs vėjai. Remiantis Ludmilos Karone ir jos kolegų iš Leveno katalikų universiteto sukurtais atmosferos modeliais, viršutinės atmosferos dalyje turėtų atsirasti superrotacijos efektas. Tokios planetos pusiauju nuolat cirkuliuoja labai greitas vėjas, kurio greitis siekia 300 km / h ir dar didesnis. Kelionės lėktuvu tokiame pasaulyje būtų labai rizikingas verslas.
Kitas 3D modeliavimas, kurį atliko mokslininkų komanda, vadovaujama Manoja Joshi, parodė, kad norint efektyviai pernešti šilumą į naktinę planetos pusę pakanka tik 10% žemės atmosferos slėgio. Iš šio modelio taip pat išplaukia, kad planetos saulėgrąžų taške (arčiausiai žvaigždės esančiame regione) bus ne išdegusi dykuma, o milžiniškas atmosferos ciklonas - amžinas uraganas, kuris nejuda, bet stovi vienoje vietoje. Šiuos duomenis „National Geographic Channel“panaudojo kurdamas dokumentinį mini serialą „Aurelija ir mėlynas mėnulis“, kur pats Joshi veikė kaip konsultantas. Tiesa, gyvenimo plėtrai nepakanka tik vienos patogios temperatūros. Tolesni tyrimai parodė, kad jei egzoplanetoje nėra labai daug vandens, tai yra rizikakad didžioji jo dalis su vėjais persikels į naktinę pusę ir ten užšals. Ledo masės palaipsniui judės atgal iš nakties pusės, tačiau vis dėlto yra rizika, kad planeta taps sausa dykuma. Kaip greitai drėgmė bus pernešta į nakties pusę ir atgal, priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant žemynų konfigūraciją, cheminę atmosferos sudėtį ir tankį ir kt. Tuo pačiu metu po ledu skystis išliks pakankamai gilus vandenynas, kuris taip pat neleis visiškai užšalti. Beje, modeliuojant patį į Žemę panašių planetų susidarymo procesą raudonuose nykštukuose, tik parodomas daug didesnis vandens kiekis, palyginti su Žeme. Yanno Aliberto ir Willie Benzo darbai, paskelbti leidinyje „Astronomy and Astrophysics“, rodokad kai kuriais atvejais H2O dalis gali būti iki 10% masės. Įdomu tai, kad jei planetose, atvirkščiai, yra tanki atmosfera, tada yra galimybė įveikti potvynio potvynį. Tankios atmosferos sukimosi momentas bus perduotas planetai, dėl kurios diena ir naktis vėl gali pradėti ja keistis. Tiesa, šios dienos ir naktys gali trukti gana ilgai.
Nuotrauka iš „National Geographic Channel“filmo „Gyvenimas kituose pasauliuose“. Mėlynas mėnulis.
Kintamumas
Kita, dar rimtesnė problema yra ta, kad raudonieji nykštukai dažnai yra labai audringi objektai. Dauguma jų yra kintamos žvaigždės, tai yra žvaigždės, kurios keičia savo šviesumą dėl kai kurių fizinių procesų, vykstančių jų viduje ar šalia jų. Pavyzdžiui, dažnai šios žvaigždės rodo „BY Dragon“tipo kintamumą. Ryškumo svyravimai šio tipo veikloje yra susiję su žvaigždės pasukimu aplink savo ašį, nes jos paviršius yra padengtas daugybe taškų, panašių į saulę. Saulės dėmės yra sritys, kuriose į fotosferą patenka stiprūs (iki kelių tūkstančių gausų) magnetiniai laukai, kurie neleidžia šilumai perduoti iš gilesnių sluoksnių. Taigi taškų temperatūra yra žemesnė nei aplinkinės fotosferos, todėl teleskope su šviesos filtru jie atrodo tamsesni.
Saulę primenančios dėmės taip pat yra ant raudonųjų nykštukų, tačiau jos užima daug didesnį plotą. Todėl per trumpą laiką žvaigždės ryškumas gali pasikeisti 40%, o tai greičiausiai neigiamai paveiks hipotetinį gyvenimą.
Tačiau kur kas pavojingesnė raudonųjų žvaigždžių savybė yra jų aktyvumas. Nemaža dalis raudonųjų nykštukų yra kintamos UV Ceti tipo žvaigždės. Tai yra įsiplieskiančios žvaigždės, kurios protrūkio metu savo šviesumą padidina kelis kartus ir yra nuo radijo iki rentgeno spindulių. Pačios raketos gali trukti nuo minučių iki kelių valandų, o intervalas tarp jų - nuo valandos iki kelių dienų. Mokslininkai mano, kad šių žybsnių pobūdis yra toks pat kaip ir Saulės žybsnių, tačiau galia yra daug didesnė. Be padidėjusio šviesumo visuose diapazonuose, blykstės metu išsiskiria įkrautos dalelės, kurios prisideda prie atmosferos, ypač lengvųjų elementų, tokių kaip vandenilis, praradimo. Garsusis „Proxima Centauri“priklauso ir kintamosioms UV Ceti tipo žvaigždėms. Bet ką moksliniai tyrimai sako apie sugebėjimą atlaikyti tokią priešišką aplinką?
„Proxima Centauri“, Hablo teleskopas.
Kai kurių astrofizikų teigimu, pavyzdžiui, pasak mokslo populiarintojos ir astronomės iš Pietų Ilinojaus universiteto Pamela Gay, dauguma raudonųjų nykštukų yra aktyvūs maždaug pirmuosius 1,2 milijardo gyvenimo metų, o po to sumažėja ir paūmėjimų dažnis, ir intensyvumas. Teoriškai dalinio atmosferos išsaugojimo ar atsiradimo atveju biosfera galėtų pradėti vystytis po to, kai žvaigždė peržengė aktyvų evoliucijos etapą. Tačiau ne visi mokslininkai laikosi nuomonės apie trumpąjį aktyviosios fazės etapą. Rusijos mokslų akademijos Astronomijos instituto nestacionarių žvaigždžių ir žvaigždžių spektroskopijos katedros tyrėjas Nikolajus Samusas „Naked Science“apie tai pasakojo: „Raudonųjų nykštukų akys yra labai paplitusios. Jis turėtų išnykti su amžiumitačiau labai vėlyvų klasių ir tikrai mažo šviesumo raudonieji nykštukai „sensta“taip ilgai, kad visus iš tikrųjų pastebėtus galima laikyti jaunais. Apskritai mažiausiai ketvirtadalis M nykštukų yra Aš (aktyvūs nykštukai su galingomis spektro spinduliuotės linijomis - Red.), Ir beveik visi jie turi arba saulės dėmių, arba pliūpsnio kintamumą, arba abu. Vėlesniuose M poklasiuose iki 100% žvaigždžių yra kintamų “. Beje, to paties „Proxima Centauri“amžius yra beveik 5 milijardai metų, tačiau žvaigždė išlieka labai aktyvi ir reguliariai demonstruoja galingus žybsnius.arba abu kintamumas vienu metu. Vėlesniuose M poklasiuose iki 100% žvaigždžių yra kintamos “. Beje, to paties „Proxima Centauri“amžius yra beveik 5 milijardai metų, tačiau žvaigždė išlieka labai aktyvi ir reguliariai demonstruoja galingus žybsnius.arba abu kintamumas vienu metu. Vėlesniuose M poklasiuose iki 100% žvaigždžių yra kintamų. Beje, to paties „Proxima Centauri“amžius yra beveik 5 milijardai metų, tačiau žvaigždė išlieka labai aktyvi ir reguliariai demonstruoja galingus žybsnius.
Situaciją iš dalies gelbsti planetos magnetinis laukas. Skaičiavimai rodo, kad net lėtai sukištų bangų sukaustytų planetų pakaks sukurti magnetinį lauką tol, kol vidinė planetos dalis lieka ištirpusi. Atmosferos nuostolių greičio modeliavimas, kurį atliko astrofizikas Jorge'as Zuluaga ir jo kolegos, parodė, kad net jei planeta turi galingą magnetinį lauką, ji gana intensyviai praras atmosferą dėl sąveikos su materija, išstumta liepsnos metu. Pagal šį tyrimą padėtis yra šiek tiek geresnė superžemėse, kurių masė yra 3 ar daugiau kartų didesnė už žemės masę, tačiau net ir ten nuostoliai yra dideli. Pagal šį modelį egzoplaneta „Gliese 667Cc“turėjo visiškai prarasti atmosferą, tačiau „Gliese 581d“ir „HD 85512b“turėjo ją išlaikyti. Įdomus,kad ankstesni modeliai, pavyzdžiui, žurnale „Astrobiology“paskelbtas Maksimo Krodačenkos ir jo kolegų tyrimas, priešingai, numatė labai silpnus planetos magnetinius laukus, negalinčius apsaugoti atmosferos nuo galingų žvaigždžių medžiagų išmetimų.
Planeta HD 85512 b, matoma atlikėjo
Šiuo metu raudonųjų nykštukų tyrimus apsunkina tai, kad tai gana silpnos žvaigždės, kurias sunku tirti dideliais atstumais. Vis dar reikia atsakyti į klausimą, kokia šių žvaigždžių dalis išlieka aktyvi milijardus metų ir nuo ko ji priklauso. Ir „Proxima Centauri“, ir „Gliese 581“, ir net naujausias naujienų pranešimų TRAPPIST-1 herojus demonstruoja pliūpsnio aktyvumą, o tai reiškia, kad planetų atmosfera bus apšvitinta ir ultravioletine šviesa, ir įkrautų dalelių srautu. Modeliai iš esmės parodo galimybę išsaugoti atmosferą net tokiomis atšiauriomis sąlygomis, tačiau biosferos egzistavimo galimybės klausimas vis dar atviras. Beje, jau 2017 metų pradžioje Jorge'as Zuluaga paskelbė straipsnį, kuriame jis parodė „Proxima Centauri b“galimybę turėti galingą magnetinį lauką.
„Gliese 581“sistema, matoma atlikėjo.
Biosfera
Bet, tarkime, planetoje, nepaisant visų sunkumų, atsirado primityvių gyvenimo formų. Žemėje fotosintezė yra visų gyvų būtybių energetinis pagrindas, išskyrus bakterijas, kurios minta neorganinėmis medžiagomis, pavyzdžiui, sieros bakterijomis. Didžioji dalis atmosferos deguonies yra fotosintezės šalutinis produktas. Tačiau ar fotosintezė gali naudoti raudonos saulės šviesą? Yra keletas chlorofilo formų, kuriose naudojama skirtingų spektro dalių šviesa. Tai daugiausia chlorofilai a ir b, kurie šiek tiek skiriasi absorbuojamais dažniais. Dauguma aukštesnių augalų chlorofilo sugeria mėlyną ir raudoną saulės spektro dalį, todėl lapai atrodo žali. Priklausomai nuo apšvietimo sąlygų, santykis tarp dviejų tipų chlorofilo ir jo koncentracijos gali skirtis. Pavyzdžiui, mėgstančiuose šešėlius, chlorofilo kiekis gali būti 5–10 kartų didesnis,nei augalai, mėgstantys ryškią šviesą. Įdomi raudonųjų dumblių adaptacija, kuri dėl papildomų pigmentų gali sugerti šviesą iš beveik visos matomos spektro dalies.
2014 m. Buvo aptikta karščiams šaltinių gyvenančių cianobakterijų „Leptolyngbya JSC-1“šešėliai. Šios bakterijos gali naudoti artimą infraraudonųjų spindulių šviesą (nuo 700 iki 800 nm). Įdomu tai, kad patekęs į labiau apšviestą plotą, šis cianobakteris sugeba atstatyti fotosintezės mechanizmą. Iš vandenyno dugno taip pat yra viliojančios informacijos. Kita tarptautinė biologų komanda netoli giliavandenio terminio šaltinio netoli Kosta Rikos krantų atrado sieros bakteriją GSB1, kurioje yra chlorofilo. Kadangi saulės spinduliai neprasiskverbia į 2,4 km gylį, mokslininkai iškėlė hipotezę, kad sieros bakterijos naudoja infraraudonųjų spindulių šviesos šaltinį, kurį skleidžia karštos hidroterminės angos (~ 750 nm). Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“. Šiuo būdu,hipotetinės raudonojo nykštuko gyvybės formos neturėtų mirti iš bado.
Fotosintetinių augalų lapijos spalva atsiranda dėl didelės chlorofilo koncentracijos
Kas toliau?
Šiuo metu kompiuterinės simuliacijos yra bene vienintelis būdas įvertinti sąlygas eksoplanetos paviršiuje šalia raudonojo nykštuko. Stebėjimo technologija dar nėra pajėgi nurodyti cheminės sudėties, juo labiau atskirti bet kokias paviršiaus detales. Tačiau modeliavimo rezultatai priklauso nuo daugelio veiksnių, o kartais skirtingų mokslinių grupių skaičiavimai duoda beveik priešingus rezultatus. Nauji teleskopai padės galutinai suprasti raudonųjų nykštukų gyvybingumo klausimą. 2020 m. Numatoma paleisti Jameso Webbo kosminį teleskopą. Spėjama, kad jis galės atlikti spektroskopinius kai kurių egzoplanetų atmosferos tyrimus. Taip pat Atacamos dykumoje Čilėje jau vyksta E-ELT (Europos ypač didelio teleskopo) statyba, kurio pagrindinio veidrodžio skersmuo bus beveik 40 metrų. Tolimesni projektai apima kelių kosminių teleskopų, galinčių veikti interferometro režimu, paleidimą, tuo pačiu užtikrinant itin aiškią skiriamąją gebą. Taip pat neseniai mokslo bendruomenėje populiarėja dar ekstravagantiškesnis projektas - eksoplanetos stebėjimas naudojant Saulės gravitacinį lęšį. Metodo esmė yra ta, kad 547 astronominių vienetų atstumu nuo Saulės į jo vadinamąjį gravitacinį židinį siunčiamas mažas teleskopas. Gravitacinis lęšis yra elektromagnetinės spinduliuotės lenkimo procesas sunkiojo objekto gravitaciniame lauke, lygiai taip pat, kaip įprastas lęšis lenkia šviesos pluoštą. Tiesą sakant, žmonija gaus milžinišką teleskopą su Saule kaip objektyvą, kurio pagalba bus galima pamatyti, pavyzdžiui, tolimų egzoplanetų reljefą, kontinentus ir debesų dangą. TRAPPIST-1 sistemos planetos arba „Proxima“b. Tokio „gravitacinio“teleskopo padidinimas bus 1011 kartų, kuris yra panašus į antžeminį instrumentą, kurio skersmuo yra 80 km.
Viačeslavas Avdejevas