Новые оценки количества экзопланет земного типа

В недавнем исследовании ученые предоставили новую и наиболее точную оценку частотности, с которой планеты, похожие на Землю по размеру и расстоянию от своей родительской звезды, появляются возле звезд, похожих на наше Солнце.

Как сообщила недавно команда доктора Дэнли Хсу и профессора Пеннского государственного университета Эрика Б. Форда в издании Astronomical Journal, знание частотности существования таких потенциально благоприятных для жизни планет является ключом к планированию будущих астрономических проектов с целью определения и описания каменистых планет возле звезд, похожих на Солнце, где могла бы быть возможной жизнь.

Символической изображение: Земля и космос. © Lumina Obscura (via Pixabay.com) / Pixabay License

До настоящего времени уже были обнаружены тысячи планет, в том числе космическим телескопом NASA Kepler. Эта космическая обсерватория наблюдала сотни тысяч звезд и обнаруживала возле них планеты через так называемые транзиты - их проходы перед своей материнской звездой. Такие транзиты происходят всегда, когда орбита планеты проходит на плоскости между ее звездой и телескопом, и часть света звезды при этом блокируется так, что свет звезды минимально ослабляется. Измеряя объем затемнения и длительность между проходами, а также получая информацию о свойствах звезды, астрономы определяют размер планеты и расстояние между планетой и ее звездой-хозяйкой.

«Kepler открыл планеты самых разных размеров, составов и орбит», - объясняет Форд, добавляя: «Мы хотим использовать эти открытия, чтобы улучшить наше понимание формирования планет и планировать будущие программы по поиску планет, которые могут быть пригодными для обитания. Тем не менее, простой подсчет экзопланет определенного размера или расстояния вводит в заблуждение, так как гораздо труднее найти маленькие планеты далеко от их звезды, чем большие планеты вблизи своей звезды».

Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи разработали новый метод для определения численности планет различных размеров и орбитальных расстояний. Новая модель воссоздает вселенные звезд и планет, а затем исследует эти смоделированные вселенные, чтобы определить, сколько планет было бы обнаружено телескопом Kepler в этих смоделированных «вселенных».

«Мы использовали окончательный каталог планет, идентифицированных Кеплером, и усовершенствовали описание свойств звезд, согласно данным европейского зонда Gaia, для создания нашего моделирования», - объясняет Хсу. - «Сравнивая результаты с планетами, каталогизированными телескопом Kepler, мы смогли определить среднюю норму приходящихся на звезду планет, с зависимостью от размера планеты и орбитального расстояния. Наш новый подход позволил команде рассмотреть несколько эффектов, которые упускались и не рассматривались в предыдущих исследованиях».

Результаты исследования особенно актуальны для планирования будущих космических программ для определения и описания потенциально похожих на Землю планет, сообщают авторы. «Хотя миссия «Кеплера» и обнаружила тысячи небольших планет, большинство из них находятся настолько далеко, что астрономам крайне трудно получить хоть какую-то информацию об их составе и атмосфере».

«Ученые особенно заинтересованы в поиске биомаркеров - молекул, которые указывают на жизнь, в атмосфере планет размером примерно с Землю, вращающихся вокруг похожих на Солнце звезд в «обитаемой зоне», - говорит Форд. - «Эта теоретически пригодная для жизни зона представляет собой диапазон пространства для орбит, где на поверхностях планет может существовать вода в жидком состоянии. Поиск доказательств жизни на планетах размером с Землю в этих «зеленых зонах» звезд, похожих на Солнце, требует новой масштабной космической программы».

Но насколько обширной должна стать эта миссия, зависит от «обилия» планет размером с Землю. NASA и Национальные академии наук в настоящее время изучают концепции разных предлагаемых программ, которые существенно различаются по объему и возможностям. «Если планеты размером с Землю встречаются редко, а ближайшие планеты, подобные Земле, находятся дальше, то для поиска доказательств жизни на планетах земного типа потребуется более амбициозный проект», - объясняют исследователи. - «С другой стороны, если планет размером с Землю окажется много, то обязательно будут выявлены и экзопланеты земных размеров, вращающихся вокруг звезд неподалеку от нашего Солнца. И тогда даже сравнительно небольшая обсерватория сможет изучать атмосферу таких планет».

«Хотя большинство звезд, которые наблюдал телескоп Kepler, находятся на расстоянии тысяч световых лет от Солнца, диапазон наблюдаемых звезд был достаточно широким, чтобы мы могли выполнить статистический анализ для оценки доли планет земных размеров у планет в зонах жизни звезд, похожих на Солнце ", говорит Хсу.

Основываясь на своих моделях, исследователи пришли к выводу, что похожие на Землю планеты размером от трех четвертей до полутора земных с орбитальными периодами от 237 до 500 дней встречаются возле каждой четвертой звезды. Важно отметить при этом, что их модель также кванитифицирует неопределенность в этой оценке. Авторы предлагают, чтобы будущие программы по открытию новых планет исходили из предполагаемой нормы, которая варьируется от одной планеты на 33 звезды до примерно одной планеты возле каждой второй звезды.

«Знание того, как часто мы можем ожидать обнаружение планеты определенного размера и орбиты, чрезвычайно полезно для оптимизации исследований экзопланет».

Лунные дома из камня и… мочи

Не только туалетная бумага может быть важным и ценным продуктом. Иногда даже субстанция, для одной из которых эта туалетная бумага предназначена, может раскрыть свой совершенно немыслимый потенциал. Самое новое и невероятное применение: лунный бетон из мочи астронавтов.

Ученые рассматривают разные варианты материалов для строительства баз на Луне и других планетах. © ESA, Foster and Partners

Строительство лунной базы - это настоящий логистический кошмар: транспортировка десятков тысяч тонн бетона на Луну громоздка и чрезвычайно дорога - каждый килограмм материала обойдется чуть менее чем в 20 000 евро.

А это значит, что значительно выгоднее изготавливать строительное вещество прямо на месте стройки. Камней на Луне имеется предостаточно. Из них могут быть получены геополимеры неорганических материалов, которые характеризуются особой стабильностью и долговечностью и, таким образом, представляют собой идеальный базовый материал. К сожалению, на Луне имеется явный дефицит воды, и поэтому ситуация выглядит не такой уж и перспективной - отсутствует пластификатор. И вот теперь команда ученых из ESA под руководством Шимы Пилехвар, похоже, нашла для этих целей подходящее, обильное и постоянно возобновляемое сырье. В специальном журнале Journal of Cleaner Production они опубликовали результаты своих экспериментов с мочевиной (лат. Urea), важным компонентом человеческой мочи.

Мочевина способна расщеплять молекулы водорода и снижать вязкость жидкостей - короче говоря: она позволить им даже при низком потреблении воды течь менее вязко. Исследователи в лабораторных условиях проверили, насколько хорошо это работает применительно к строительным материалам. В отсутствие настоящих лунных камней они использовали искусственный полимер, разработанный Европейским космическим агентством ESA, часть которого они смешали с мочевиной, а часть с другими пластификаторами. Из этой смеси с использованием 3D-печати были изготовлены небольшие цилиндры, и различные слои были наложены друг на друга (см. фото). Такой способ был выбран потому, что будущая лунная среда обитания людей также должна быть создана с помощью такой трехмерной печати, чтобы минимизировать участие человека в строительных работах и, таким образом, снизить опасность для космонавтов.

Образцы лунного бетона. Используя 3-D принтер, исследователи напечатали и сравнили несколько слоев лунного бетона. Оба образца содержат три процента пластификатора: мочевину (слева) и наиболее распространенный пластификатор нафталин (справа). © Shima Pilehvar et al. / Journal of Cleaner Production

По сравнению с обычными пластификаторами, такими как нафталин и поликарбоксилат, мочевинный бетон хорошо показал себя во всех нагрузочных испытаниях. Оказалось, что маленькие цилиндры смогли не только выдержать килограмм веса без деформации; прохождение нескольких циклов замораживания и оттаивания сделало их еще прочнее. Пилевар и ее команда собираются на следующем этапе исследовать более экстремальные колебания температуры, а также продолжить исследования в новом направлении: Насколько хорошо мочевинный бетон справится со своими задачами в вакууме? Сможет ли он защитить обитателей базы от метеоритных дождей и космического излучения? Также остается пока открытым вопрос о том, как будет мочевина извлекаться из мочи, и необходимо ли это вообще, потому что, возможно, и другие компоненты мочи, особенно вода, также могут способствовать стабильности новой лунной базы. Так что вполне вероятно, что будущие астронавты будут мочиться с пониманием того, что это поможет расширить их жизненное пространство на Луне.

ESA и "Роскосмос" перенесли запуск миссии "ExoMars" на два года

Загружается...

Картина дня

))}
Loading...
наверх