Анализ формулы Дрейка. О землях, юпитерах и нептунах в зоне Златовласки: где всё это найти?

Итак, 2-9 миллионов желтых карликов в подходящих зонах Галактики могут иметь планеты, подходящие для жизни. Но "могут" не значит — "имеют".

У какого процента этих звезд вообще есть землеподобные планеты в зоне обитаемости? По температурному режиму, зависящему от освещённостью звездой, эта зона не так уж узка: в нашей Солнечной системе она располагается где-то между орбитой Венеры и поясом астероидов. Другие желтые карлики по светимости мало отличаются от Солнца, поэтому их зона Златовласки (зона обитаемости) сходна.

Напомним, что нам интересны именно твердые землеподобные планеты — с массой примерно от 0,1 до 10 масс Земли. Еще есть

- нептуны — небольшие газовые гиганты с каменно-ледяным ядром и атмосферой, богатой водой и углеводородами, с массой от 10 до 50 масс Земли;

- юпитеры — большие газовые гиганты из водорода и гелия с твёрдым ядром из металличаеского водорода (а значит, и магнитным полем) с массой от 50 до 4000 масс Земли.

Всё, что выше — уже звезды (для начала — коричневые карлики).

На поверхности нептунов и юпитеров жизни в нашем понимании быть не может — слишком там высокое атмосферное давление и высокая температура.

Теоретически, может быть атмосфера и жизнь на поверхности их крупных спутников. Но, во-первых, достаточно крупные спутники, чтобы удерживать атмосферу — редкость. Например, в Солнечной системе на 3 таких землеподобных планеты: Венеру, Землю и Марс — приходится 1 спутник с атмосферой — Титан. Во-вторых, спутники постоянно подвергаются метеоритной бомбардировке, так как родительские юпитеры притягивают к ним много тел. В-третьих, их орбиты подвергаются гравитационному влиянию родительских юпитеров и других спутников и потому неустойчивы: они могут как втянуться в зону Роша юпитера и быть разрушенными, образовав кольцо, так и сорваться с орбиты и улететь далеко к звезде или от нее. В Солнечной системе подобные истории нередки.

Итак, нам нужны, скорее всего, землеподобные планеты в зоне Златовласки. Но тогда юпитеры должны быть далеко от этой зоны. Скорее всего, даже оказавшись на низких орбитах (ближе к звезде, чем зона Златовласки), газовые гиганты будут своим притяжением сбрасывать землеподобные планеты в этой зоне со своих орбит. А уж на средних орбитах (в самой зоне) — тем более.

Для устойчивости землеподобных планет в обитаемой зоне юпитеры должны располагаться на высоких орбитах. Заодно так они будут защищать планеты в обитаемой зоне от комет, притягивая их к себе.

Вот только процесс планетообразования вокруг звезды так устроен, что большие тяжелые юпитеры, скорее, образуются возле звезды, а маленькие землеподобные планеты — подальше. Обратная ситуация редка.

Изначально астрономы даже решили, что чаще всего в звёздных системах встречаются "горячие юпитеры" — планеты на низких орбитах вблизи звезды. Их было так много, что навевало пессимистичные выводы, будто юпитеры на высоких орбитах крайне редки, а землеподобные планеты на низких — вообще редчайший случай. Но постепенно стало ясно, что горячие юпитеры просто легче обнаружить (и большие планеты, и близкие к звезде найти проще). То есть астрономы ищут под фонарём, потому что там светло.

А со временем начали обнаруживаться и разные другие звёздные системы, и стало ясно, что говорить о распространённости горячих юпитеров надо очень осторожно — учитывая те звёздные системы, которые мы реально обыскали хорошо и сумели найти там самые разные планеты. Поэтому системы, в которых найдены только горячие юпитеры, а больше ничего не найдено, мы далее не учитываем.

Более показательны для статистики не-двойные системы желтых карликов, в которых известно больше одной планеты, причем это не только горячие юпитеры. Мы знаем 26 таких систем (включая Солнечную). Из них всего 3 системы (включая Солнечную) содержат юпитеры только на высоких орбитах, что благоприятно для потенциальных землеподобных планет на средних орбитах. Не во всех системах такие землеподобные планеты обнаружены — но их вообще обнаружить сложнее, чем юпитеры. А, поскольку большое количество планет, судя по всему, для желтых карликов — норма, то какие-то землеподобные планеты там могут быть.

Еще в одной системе юпитеры не обнаружены вообще — только нептуны на низких орбитах (что не критично). Непонятно, то ли юпитеров там нет вообще — и тогда вопрос, насколько это безопасно для защиты зоны Златовласки от комет — либо они есть, но неясно, насколько далеко от звезды.

В общем, получаем 3-4 хороших звездных системы из 26. Это дает статистическую оценку доли таких систем в довольно большом диапазоне: от 4 до 34 процентов (диапазон большой, т.к. выборка мала и потому дисперсия оценки велика).

А значит, хороших желтых карликов в Галактике — где-то от 80 тысяч до 3 миллионов. А в окрестностях 100 световых лет от Земли их где-то от 16 до 136.

Эти желтые карлики интересны не только с точки зрения поисков разумной жизни. Вероятность найти разум в такой системе — как мы увидим из дальнейшего, очень низкая. Зато высока вероятность найти более-менее приличную планету для заселения, вроде Марса, на которой можно будет строить города под куполом, а в будущем — терраформировать ее. Да-да, Марс, который нам кажется довольно унылым пустынным местечком, столь хорош, что в других звёздных системах такие планеты редки.

Источник: t.me