Где искать инопланетную жизнь? Российский астрофизик назвал 18 планет, похожих на Землю
Астрофизик Дмитрий Бисикало
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
Почему человечеству повезло, что наше Солнце - желтый карлик? Что помешало Юпитеру стать звездой? За счет чего окупается фундаментальная наука? Когда в космос отправится ультрафиолетовый телескоп “Спектр-УФ” - визитная карточка нашей астрофизики?
Эти и другие темы в программе «Время науки» на Радио “Комсомольская правда” (97,2 FM) обсуждали:
- радиожурналист Мария Баченина,
- академик РАН Александр Сергеев, научный руководитель Национального центра физики и математики (НЦФМ),
- их гость – астрофизик Дмитрий Бисикало, доктор физико-математических наук, профессор, академик РАН, главный научный сотрудник Института астрономии РАН.
ЗВЕЗДОПАДЫ НЕ ИМЕЮТ ОТНОШЕНИЯ К ЗВЕЗДАМ
Мария Баченина:
- Дмитрий Валерьевич, сегодня мы будем говорить о звездах. А начнем давайте вот с чего: завершился август - месяц звездопадов. Что они из себя представляют и, вообще, имеют ли какое-то отношение к звездам?
Дмитрий Бисикало:
- Я думаю, большинство слушателей и читателей понимают, что звездопад – это не падение звезд. Это пыль, которая проникает в атмосферу Земли, и сгорает, не долетая до поверхности. Как правило, это следы прохода кометы. Сейчас самые знаменитые метеорные потоки - Персеиды, их пик приходится в ночь с 12 на 13 августа. Что это такое? Прошла комета 109P/Свифта — Туттля, и после нее остались частички пыли. Земля ежегодно проходит через этот след кометы, и мы видим абсолютно красивое явление. А когда любуетесь, успейте загадать желание. Есть примета, что сбудется.
Александр Сергеев:
- Звезд на небе при этом меньше не становится?
Дмитрий Бисикало:
- Это совершенно точно.
Александр Сергеев:
- Если мы ночью посмотрим на звездное небо, то увидим звезды разные по светимости, цвету и размеру. Как это классифицировать на научном языке?
Дмитрий Бисикало:
- Когда мы говорим о блеске звезды, тут влияет очень много обстоятельств. Это и собственный истинный блеск звезды, и расстояние, на котором она находится, и условия, в которых она помещена. Если она закрыта, допустим, пылевым облаком, то мы увидим только часть света. Но изначально звезды рождаются в соответствии с некоей функцией масс. Маленьких звезд - карликов, намного больше, чем реально массивных гигантов.
Участники программы «Время науки» на Радио “Комсомольская правда”
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
ЖЕЛТЫЙ КАРЛИК - ЭТО ЗВУЧИТ ГОРДО!
Александр Сергеев:
- Вы произнесли слова “карлики” и “гиганты”. Что это значит, например, по сравнению с Солнцем?
Дмитрий Бисикало:
- Характеризуя звезды мы часто используем сравнение с Солнцем - одна масса Солнца, один радиус Солнца. Так вот Солнце - это желтый карлик.
Александр Сергеев:
- Солнце – это карлик?
Дмитрий Бисикало:
- Да. И это хорошо, потому что массивные звезды очень быстро эволюционируют. Звезда массой 30 масс Солнца свой жизненный путь заканчивает за десять миллионов лет. Время жизни Солнца сопоставимо с возрастом Вселенной: 10 миллиардов против 13,5 миллиардов лет. И это очень важно, потому что позволило сформироваться на Земле условиям, когда появилась атмосфера, и в принципе возникла жизнь. По большому счету мы с вами сейчас сидим и разговариваем благодаря тому, что Солнце - это желтый карлик.
Александр Сергеев:
- Карлики выгорают очень медленно, а гиганты хорошо видны, но сгорают быстро. Давайте, чтобы далеко не ходить, возьмем нашу галактику. Сколько в ней карликов разных цветов? И сколько гигантов?
Дмитрий Бисикало:
- Если говорить по количеству, то абсолютное большинство (до трех четвертей) звезд – это, конечно, карлики.
Александр Сергеев:
- Счастливые карлики, которые живут долго.
Дмитрий Бисикало:
- С одной стороны - счастье, а с другой - несчастье. Потому что красные карлики - это звездочки неспокойные, они все время вспыхивают и эти вспышки сопровождаются корональным выбросами массы. Такие звезды - не лучший вариант для возникновения жизни. Другое дело звезда спокойная, похожая на Солнце. Она создает вокруг тепличные условия. Она живет долго, есть время организоваться жизни и прочим интересным вещам.
Александр Сергеев:
- Две трети звезд - карлики. Но если карлик светит слабо, то мы такие звезды можем вообще не видеть современными методами диагностики?
Дмитрий Бисикало:
- Вы абсолютно правильно говорите. Потому что существуют так называемые коричневые карлики. Это, так называемые, «неудачные» звезды на пределе светимости. Международный астрономический союз определил массу, с которой, возникает понятие «звезда», как 13 масс Юпитера. Если объект больше 13 масс Юпитера, то считается коричневым карликом. Ее гравитации всё ещё недостаточно для сжигания обычного водорода, однако в его центре запускается термоядерный синтез с участием дейтерия.
Александр Сергеев:
- Если бы наш Юпитер был в 13 раз массивнее, то он превратился бы в звезду?
Дмитрий Бисикало:
- Да, вполне возможно. Как обычно, там много всяких привходящих обстоятельств. Но этих коричневых карликов очень много. И их не видно. Сколько процентов массы в них запасено? Вопрос сложный, дискуссионный. Потому что, когда вы чего-то не видите, вы можете только гадать.
В эфире «Время науки»
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
ДВЕ ЗВЕЗДЫ - ДВЕ СВЕТЛЫХ ПОВЕСТИ…
Мария Баченина:
- А что такое двойные звезды, почему они представляют интерес, особенно для астрофизики?
Дмитрий Бисикало:
- Это очень серьезный вопрос. Мы сейчас говорили про судьбу звезды, ее эволюцию, но в действительности, когда из протозвездного облака формируется звезда, ей проще образовываться в паре, либо организоваться в звезду с планетной системой.
Александр Сергеев:
- То есть системе удобнее превратиться в двойную, чтобы в процессе гравитационного сжатия и образования звезды, выполнялись все законы физики, в которые мы вами свято верим?
Дмитрий Бисикало:
- Совершенно верно. И таких звезд действительно большинство. Среди классических астрономов ходит шутка: все звезды двойные, а те, которые не двойные, они кратные - тройные, четверные.
Мария Баченина:
- А что же наше Солнце?
Дмитрий Бисикало:
- Юпитер это, как бы, «недозревшая звезда». А так возможно была бы пара Солнце - Юпитер. Большинство массивных звезд двойные. Почему важна двойственность? Потому что двойные звезды обмениваются веществом с разной степенью интенсивности. Но даже мало-мальски значимый обмен, со скоростью 10 в минус восьмой степени масс Солнца в год, приводит к тому, что звезда меняет свою массу. А вся эволюция звезды зависит главным образом от массы.
Мария Баченина:
- Вот вы говорили, что нашему Солнцу не хватает пары. А какое расстояние может быть между двойными звездами? Насколько тесный контакт?
Дмитрий Бисикало:
- Есть звезды, которые называют визуально двойные - это когда вы видите две звезды, которые могут обращаться друг вокруг друга с периодом десятки лет. Есть пары, которые называют спектральные двойные, когда мы звезды не можем различить даже в телескоп, но по спектральным линиям видим, что там двойной объект. Характерный период обращения таких звездочек – от нескольких месяцев до нескольких лет. А есть совсем тесные двойные системы, когда звездочки находятся на таком близком расстоянии, что период обращения – это часы. Когда пары широкие, весь обмен веществом между ними идет посредством звездного ветра. Звездный ветер – это небольшие темпы массообмена. Как только звездочки становятся достаточно близкими, темп перетекания вещества с одной звезды на другую может быть гигантским - 10 в минус пятой степени массы Солнца. Это означает, что за 100 тысяч лет одна масса Солнца перетекает на вторую звезду.
Радиожурналист Мария Баченина
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
ЗАЧЕМ ЧЕЛОВЕЧЕСТВУ НУЖНА ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА
Александр Сергеев:
- Откуда мы это знаем? Мы же так детально рассмотреть не можем.
Дмитрий Бисикало:
- Это хороший вопрос. Что-то мы знаем из наблюдений. Ряд процессов мы можем достаточно хорошо исследовать, например, с помощью космических спектрографов.
Академик РАН Александр Сергеев
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
Александр Сергеев:
- Это телескопы на орбите?
Дмитрий Бисикало:
- Да, сейчас довольно много телескопов работает в космосе. И мы очень ждем запуска российской ультрафиолетовой космической миссии «Спектр-УФ». Кроме того, гигантскую работу ведут теоретики, которые занимаются разнообразным моделированием. Мы можем определить что перед нами: плазма или нейтральное вещество. Можем решать уравнения газовой динамики или, если есть магнитные поля, уравнения магнитной газовой динамики. Не секрет, что все суперкомпьютеры создавались для выполнения двух задач: это расчеты, связанные с созданием вооружения, и решение астрофизических задач. Сейчас, правда, появилось третье направление - искусственный интеллект. И наконец, мы умеем ставить лабораторные эксперименты: можем в какой-то “кастрюльке” на Земле с нашей маленькой гравитацией воспроизвести в миниатюре процессы, которые происходят в далеком космосе.
Мария Баченина:
- А для чего мы тратим столько усилий и средств? Только ради того, чтобы доказать, что наша физика верна и работает?
Дмитрий Бисикало:
- Мария, вы сейчас затронули исключительно важный философский вопрос: вообще, зачем нам фундаментальная наука? Сомнения в том, что она нам нужна, периодически возникают. Причем, чем сложнее времена, тем чаще этот вопрос задают. Я не буду рассказывать известную историю про электричество, и другие открытия, которые изменили цивилизацию до неузнаваемости. Но надо отчетливо понимать, что вся фундаментальная наука через какое-то время станет прикладной. Например, Александр Михайлович принимал участие в проекте LIGO. Это безумно дорогой проект (стоимость 1,4 миллиардов долларов - Ред), его цель - экспериментальное обнаружение гравитационных волн, существование которых было предсказано Альбертом Эйнштейном. Собственно говоря, проект нужен был только для того, чтобы подтвердить Теорию относительности, которая никого кроме ученых особо не интересует. В 2017 году трое ученых были удостоены за это открытие Нобелевской премией по физике. Но в процессе создания LIGO треть всех расходов была покрыта за счет патентов, которые организаторы проекта продали еще до обнаружения гравитационных волн. Поскольку это исключительно важное, сложное оборудование, которое нашло применение в других областях. Поэтому не надо думать, что люди, которые занимаются астрофизикой, не заботятся о человечестве.
Александр Сергеев:
- С фундаментальной наукой дело обстоит так же, как с электромагнитной индукцией Фарадея: придет время, и вы будете облагать это налогом (открытия Фарадея легли в основу работы генераторов и современного производства электричества - Ред). Давайте поговорим об экзопланетах, это сейчас один из самых мощных драйверов в мировой науке. Поиск разума, внеземных цивилизаций - все это страшно интересно. Какие звезды любят экзопланеты: двойные или одиночные, как наше Солнце?
ГДЕ ИСКАТЬ ИНОПЛАНЕТНУЮ ЖИЗНЬ?
Дмитрий Бисикало:
- Сейчас известно примерно 6400 экзопланет и еще примерно 10 тысяч кандидатов. Из этих 6400 совсем небольшое количество найдено вокруг двойных звезд.
Александр Сергеев:
- Хотя ближайшая к нам открытая экзопланета Проксима Центавра b принадлежит звездной системе Альфа Центавра, то есть там не одна звезда...
Дмитрий Бисикало:
- Да, но пока это, скорее, исключение. Возможно это все-таки эффекты селекции. Потому что двойная звезда в два раза ярче, более сложная геометрия, сложнее искать. Глобально двойственность звезды не влияет на экзопланету, если экзопланета выживает в этих условиях. А дальше все определяется понятием «зона потенциальной обитаемости». Если грубо, то консервативная зона потенциальной обитаемости - это зона, где может существовать жидкая вода. Если вы подходите ближе к звезде, она испаряется, если вы дальше, она вымерзает.
Александр Сергеев:
- Но это обитаемость по нашему лекалу.
Дмитрий Бисикало:
- А у нас нет других лекал. Вопрос, существует ли кремниевая жизнь или нет - это за пределами наших сегодняшних знаний. Конечно, речь идет только о формах существования жизни, подобных нам.
Мария Баченина:
- А способна ли наша наука определить: кремний или керамика на дальних планетах - они живые или нет?
Астрофизик Дмитрий Бисикало
Фото: Евгения ГУСЕВА. Перейти в Фотобанк КП
Дмитрий Бисикало:
- Пока мы не вступим в контакт, то, конечно же, не можем. Хотя попытки такие предпринимаются. Последнее нашумевшее открытие - это следы диметилсульфида на экзопланете К2-18 b, обнаруженных космическим телескопом «Джеймс Уэбб». Наличие диметилсульфида на Земле однозначно связано с жизнью, это следы разложения морских водорослей. Но экзопланета, на которой нашли следы диметилсульфида, она с водородной атмосферой. И в водородной атмосфере диметилсульфид может легко производиться без участия жизни. Поэтому есть ли жизнь в водородных атмосферах или нет, я не знаю. И никто не знает.
Александр Сергеев:
- Вы сказали сейчас, что экзопланет больше 6 тысяч. А сколько из них потенциально могут быть обитаемы?
Дмитрий Бисикало:
- В общей сложности под подозрением 45 планет, из них 35 находятся в зоне потенциальной обитаемости, и они достаточно маленькие, меньше четырех радиусов Земли. Тут еще важный критерий наличие твердой поверхности и, чтобы парниковый эффект был не очень сильный. Из этих 35 планет 18 похожи на Землю. Но это еще ни о чем не говорит. Дальше были попытки найти атмосферу у этих экзопланет. Нашли у трех. То есть три экзопланеты находятся в зоне потенциальной обитаемости, и у них есть атмосфера.
“СПЕКТР-УЛЬТРАФИОЛЕТ” СТАРТУЕТ В 2031 ГОДУ
Александр Сергеев:
- Насколько велика надежда, что эти планеты могут быть обитаемы?
Дмитрий Бисикало:
- Мы для «Спектра-УФ», для будущей ультрафиолетовой космической миссии, подготовили список мишеней – 11 экзопланет, где потенциально можно искать биомаркеры. Надеемся найти что-то интересное.
Александр Сергеев:
- Давайте поговорим про «Спектр-УФ», потому что аппараты этой серии - «Спектр-Р», «Спектр-РГ» – это гордость нашей страны. Визитные карточки наших достижений в мировой астрофизике. Вы являетесь одним из создателей «Спектра-УФ». Какова его миссия? В каком году состоится старт?
Дмитрий Бисикало:
- История со «Спектрами» достаточно долгая. Эту серию астрофизических космических миссий заложили великие ученые академики Александр Алексеевич Боярчук, Николай Семенович Кардашев, Рашид Алиевич Сюняев. Сначала была запущена радиоастрономическая миссия – «Спектр – Р» («Радиоастрон»), после этого запустили рентгеновскую обсерваторию «Спектр-РГ», а наш ультрафиолетовый «Спектр-УФ» – третий в этой серии, он должен улететь в 2031 году. Телескоп по нынешним временам небольшой - диаметр главного зеркала 1,7 метра, но с очень хорошей приемной аппаратурой. Поэтому, несмотря на то что он уступает по размерам “Хабблу”, по общей чувствительности он будет сравним с ним. А “Хаббл” является основной рабочей лошадкой космических исследований в этом веке.
Александр Сергеев:
- Что будет изучать?
Дмитрий Бисикало:
- Очень важная часть - исследование планет, потому что в ультрафиолете фактически все планеты хорошо светят. Но, кроме этого, есть, конечно, галактическая часть - те же джеты (потоки плазмы), аккреционные диски (вращающиеся структуры из газа и пыли, которые образуется вокруг массивных объектов - черных дыр, молодых звезд - Ред). Поскольку все процессы аккреции (увеличение массы объекта за счет гравитационного притяжения - Ред) идут при высокой температуре, они светят в коротковолновой части спектра. И ультрафиолет – тот инструмент, который нам нужен.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Вокруг Луны и к планете алмазов: Самые впечатляющие космические миссии 2026 года
Россия отправит шесть миссий к Луне в ближайшие 10 лет, построит там АЭС и телескоп
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Инопланетяне всё-таки существуют: в США рассекретили пятую порцию документов об НЛО