GLIESE 581d – ДВОЙНИК ЗЕМЛИ?

Тайное и неизведанное.

Астрофизика и астрономия сами по себе являются динамичными научными дисциплинами с точки зрения различных спорных моментов и дискуссионных гипотез. Огромное количество фактологических открытий, последовавших за техническим усовершенствованием средств исследования, дало ответы на многие вопросы. Однако зачастую эти ответы оказались неожиданными и породили ещё большее количество неясностей. В последние годы, например, широко обсуждается гипотетическая экзопланета Gliese 581d в планетной системе Gliese 581 (Глизе 581). Существуют самые различные утверждения и предположения о том, каковы особенности этого небесного тела, возможна ли на ней жизнь и существует ли она вообще.

ОТКРЫТИЕ GLIESE 581d. Экзопланетами именуют планеты, обращающиеся вокруг звёзд за пределами Солнечной системы, обнаружение которых стало возможным лишь за последние 25 лет благодаря новым научно-техническим методам космических наблюдений и анализа. Ранее о существовании экзопланет не было известно по вполне банальной причине – их просто не видно. С Земли можно увидеть лишь звёзды, то есть аналоги нашего Солнца, расположенные в других звёздных системах и галактиках. Планеты, обращающиеся вокруг этих звёзд, во-первых, слишком малы в размерах по сравнению с ними; во-вторых, не имеют источника свечения, достаточного для их наблюдения обычными средствами. Глизе 581d рассматривается как экзопланета класса «суперземля» (некоторые учёные оценивают её размеры как превышающие размеры Земли в 2 раза, а массу – до 8 раз больше земной), находящаяся в системе красного карлика Глизе 581.

Об открытии экзопланеты Глизе 581d было объявлено европейскими астрономами в апреле 2007. Исследователи заявили, что нашли следы небесного тела, которое должно обладать характеристиками «суперземли». Более того, эта планета показалась учёным наиболее перспективной для рассмотрения, так как они включили её в «обитаемую зону», прилегающую к звёздам, в которых показатели выделяемой ими тепловой и световой энергии делают вероятным возникновение жизни. Правда, уже через несколько недель от планеты Глизе 581d не осталось и следа: другие астрономы не смогли обнаружить никаких признаков достаточно крупной планеты в указанном «регионе» системы красного карлика Глизе 581.

В 2014 американские учёные представили теоретическое исследование, в которых с помощью математических расчётов пришли к заключению, что никакой экзопланеты на предполагаемой орбите Глизе 581d нет. Однако через некоторое время теперь уже британские астрономы выступили с критикой американского исследования, заявив, что использованная методика необъективна и не может рассматриваться как доказательство отсутствия экзопланеты вблизи Глизе 581. Таким образом, на данный момент вопрос о реальности или вымышленности данного небесного тела остаётся неоднозначным и открытым.

КОЛЫБЕЛЬ ИНОПЛАНЕТНОЙ ЖИЗНИ? Несмотря на неоднозначность с самим существованием планеты, за несколько лет с момента объявления о её обнаружении была проведена немалая теоретическая работа по проведению расчётов о характеристиках Глизе 581d. Дело в том, что предполагаемое местонахождение данной экзопланеты и её гипотетические масса и размеры делают Глизе 581d одним из неплохих претендентов на наличие жизни за пределами Солнечной системы.

Ситуация такова, что данная планета находится вблизи от красного карлика Глизе 581. Сами красные карлики как звёзды считаются не самыми благоприятными объектами для возникновения жизни на планетах, расположенных в их системах. Во-первых, они менее «горячие», чем наше Солнце, то есть выделяют не столь много тепловой и световой энергии. Во-вторых, их световая энергия выражена в красном спектре, что также не очень способствует жизнепригодным условиям. Тем не менее, по расчётам европейских астрофизиков, Глизе 581d находится как раз посередине обитаемой зоны красного карлика Глизе 581: экзопланета получает света и тепла в 3 раза меньше, чем Земля получает от Солнце. Но всё же этого теоретически достаточно для наличия воды в жидком состоянии и для возникновения в ней жизни.

Другая проблема это близость планеты к звезде: приливные силы красного карлика настолько мощны, что Глизе 581d должна вращаться вокруг своей оси синхронно с обращением вокруг звезды. Это ведёт к тому, что на одной стороне планеты должен быть постоянный день, а на другой – вечная ночь. В таких условиях на тёмной стороне должна быть постоянная низкая температура, исключающая наличие жидкой воды и охлаждающая всю планету в целом. Однако учёные прибегли к компьютерному моделированию, загрузив в него различные величины основных физических характеристик: температуру, атмосферное давление, интенсивность свечения от звезды и так далее. В результате были получены некоторые сценарии, при которых общая температура планеты была достаточно высокой, что делало возможным наличие жидкой воды. Для этого нужно, чтобы Глизе 581d обладала мощной газовой атмосферой.

Это, кстати, не так невероятно, учитывая солидные физические размеры и массу планеты, имеющую значительный гравитационный потенциал, обычно способствующий образованию атмосферы. Если газовая атмосфера присутствует, то достаточно атмосферного давления в 10 бар (земное нормальное атмосферное давление в 760 мм ртутного столба равняется примерно 1 бару) даже на каменистой, лишённой океанов, планете для формирования средней атмосферы примерно в 12 град. по Цельсию. Такая величина формируется за счёт баланса между горячей солнечной стороной и более холодной тёмной стороной. Их температуры компенсируются и на обеих сторонах планеты формируются влажные облака и отдельные водоёмы жидкой воды.

При варианте покрытия поверхности Глизе 581d жидкими океанами температура выше нуля могла бы достигаться лишь при атмосферном давлении около 20 бар. При более низком давлении температура атмосферы должна быть ниже, что вело бы к замерзанию воды и к увеличению отражающей способности планеты (альбедо). Однако и при таком варианте наличие подлёдного океана жидкой воды и потенциальных форм жизни в нём не может быть исключено полностью. Осталось лишь доказать, что экзопланета Глизе 581d всё-таки существует...(по материалам А.Бабицкого).