Дмитро Якубовський про найближчу до Землі екзопланету Проксима b

Стосовно відкриття екзопланети, власно кажучи, екзопланету саму не бачили. Що таке екзопланета? Екзопланета – це планета за межами Сонячної системи. Ми знаємо в Сонячній системі декілька планет, Плутон вважався планетою, зараз не вважається. Є планети, як ми зараз знаємо, достовірно біля тисячі, можливо, декілька тисяч таких планет в інших зірканих системах, їх називають екзопланетами. Одна з них була відкрита дуже недавно, принаймні, анонсували це відкриття нещодавно. Вона була відкрита, і це був такий рекорд, він полягав у тому, що це найближча до нас екзопланета. Найближча до нас зірка, крім Сонця, звичайно, це зірка Проксима Центавра, вона обертається з Альфою Центавра в зоряній системі, і зараз Проксима Центавра знаходиться ближче, ніж Альфа Центавра, трошки ближче. Насправді, і та і інша, до тої і до іншої, навіть світлу треба летіти чотири роки, я розкажу про це пізніше, чому це важливо, наскільки це далеко.

Як її відкрили? Відкрили її дуже нетиповим методом, методом закону збереження імпульсу або, як ви пам’ятаєте зі школи, є третій закон Ньютона, який полягає в тому, що сила дії дорівнює силі протидії. Або, як ви знаєте, наприклад, на практиці ви не можете витягнути себе за волосся. Уявіть собі, що ви знаходитеся не самі, а ви розглядаєте систему, наприклад, Земля і Сонце. Ми звикли, це такий штамп, близький до правди, насправді, але не зовсім коректний, полягає він в тому, що Земля обертається навколо Сонця. якийсь час, до наукової ери, люди намагалися когось спалити за ці речі, ще за інші, але не суть важливо, і врешті-решт, домінувала точка зору, що Земля обертається навколо Сонця. Строго кажучи, це не зовсім вірно, справа в тому, що Земля, як ви знаєте, має досить велику швидкість, біля 30 кілометрів на секунду, і давайте згадаємо про цю швидкість в контексті закону збереження імпульсу. Імпульс – це маса, помножена на швидкість векторно, напрямок цього імпульсу також має зберігатися. Відповідно, якщо ми розглянемо систему Земля – Сонце, то очевидно, що закон збереження імпульсу нам говорить, що не тільки Земля має обертатися навколо Сонця, але й Сонце має обертатися навколо, так званого, центру мас. Більш коректна точка зору полягає в тому, що і Земля, і Сонце обертаються. Чому це важливо? Це важливо тому, що закон збереження імпульсу, Земля має масу в 300 тисяч разів менше, ніж Сонце. Земля має швидкість 30 тисяч метрів за секунду, це означає, що якщо Земля, наприклад, зараз рухається в напрямку якогось сузір’я, то Сонце має рухатися в напрямку протилежному для того, щоб компенсувати цей імпульс зі швидкістю, яка в 300 тисяч разів менше, тобто, 10 сантиметрів на секунду. Хоча ця швидкість досить маленька, але, оскільки Земля робить оберт за один рік, то Сонце також рухається, робить певний оберт, воно зміщується в просторі відносно зірок за рахунок того, що у Сонця є Земля, у Сонця є планета. Насправді, Земля не є найбільш сильним медіатором Сонця, більш сильним є Юпітер, він далі знаходиться і має більшу масу, що важливо. Маса Юпітера набагато більша маси Землі, чим більше маса, тим більше ефект. Це означає, що в результаті цього всього швидкості додаються, векторно також, і в результаті ми бачимо певний періодичний рух або декілька періодичних рухів Сонця, які накладаються один на одного. Відповідно, цей періодичний рух, якби ми були в якійсь іншій системі, ми могли б бачити. Яким чином? Є так званий ефект Доплера, якщо ви розглянете, наприклад, систему близько до поїзда, який рухається, наприклад, поїзда метро краще, залізничного швидкісного поїзда, який проїжджає, то ви можете помітити, що частота сигналу змінюється, якщо його випромінює поїзд, коли він рухається від вас чи до вас. Зміна цієї частоти пропорційна швидкості поїзда, поділена на швидкість звуку. Аналогічний ефект виявляється: звук є хвиля, світло також є хвиля, для світла також є цей ефект, який називається ефектом Доплера. По цьому ефекту Доплера можна визначити швидкість руху, направленого на нас. Відповідно, можна також визначити за допомогою, якщо цей ефект періодичний, ви можете бачити, що світло, яке випромінюються зіркою, періодично набуває різної частоти або різної довжини хвилі, що в принципі те ж саме. Ви це можете просто побачити на експерименті за допомогою астрономічних приладів. Власно кажучи, так і була знайдена ця планета. Планета Проксима b її назвали. Ця планета, власно кажучи, її не бачать, бачать просто те, що сама зірка періодично змінює свою швидкість з амплітудою біля декількох метрів на секунду. Декілька метрів – це така межа чутливості сучасних телескопів, саме тому цей об’єкт було зафіксовано.

Що ми зараз знаємо про неї, про планету? Ми її не бачимо прямо, ми не можемо сказати, не можемо побудувати зображення і так далі. Ми бачимо тільки зірку, наприклад, Сонце світить в мільярди разів яскравіше за Землю, тому Землю на фоні Сонця нам дуже складно розгледіти навіть у найкращій телескоп, якщо ми далеко. Теж саме вірно і для Проксими, але там зірка набагато менш потужна, ніж Сонце, вона випромінює в 6600 разів менше, ніж Сонце. Тому вона менш яскрава, якщо завгодно, вона більш холодна, її температура менша, це так званий червоний карлик, її маса менша, вона жевріюча, жевріє термоядерна реакція, на відміну від Сонця, де вона бушує. З іншої сторони, зірка ця має планету дуже близько, і чим ближча планета, тим сильніша гравітація, тим більша має бути швидкість, щоб її уникнути. Тому планета рухається по колу, по еліпсу з великою швидкістю і швидкість здається набагато більшою, чим швидкість обертання Землі і саме тому, з рахунку малої маси цієї зірки вдалося просто побачити, що вплив зірки дає декілька метрів на секунду, як би зміщення швидкості зірки, яке призводить до того, що ми спостерігаємо.

Що ми зараз про неї знаємо? Ми знаємо фактично тільки масу, ми можемо тільки казати, що, якщо вона кам’яниста, наприклад, то ми можемо оцінити її радіус. Маса її трошки більша за масу Землі, приблизно, можливо від одної до трьох мас Землі, відповідно радіус теж, середня густина каменю відома, то це приблизно теж порядку радіусу Землі. Відповідно, це може бути щось цікаве. Більш цікаве полягає в тому, що ця планета знаходиться дуже близько до зірки, хоча сама зірка дуже тускла, мало яскрава, але близькість до неї планети означає, що потік випромінювання, потік енергії від зірки на поверхню планети, здається, 75% від густини такого потоку на Землі. Що це означає? Густина такого потоку визначає температуру, тому що кожне тіло, яке знаходиться поблизу зірки, має одночасно і поглинати енергію, і випромінювати – скільки поглинає, стільки випромінює. Якщо воно поглинає на чверть менше, воно має випромінювати на чверть менше на одиницю площі. Це визначає температуру тіла: чим більше температура, як ви знаєте, тим більше вона випромінює. Там є певний закон, приблизно це четвертий ступінь для абсолютно чорного тіла, оскільки ці об’єкти не є абсолютно чорними тілами, тут є варіанти. Строго кажучи, той факт, що ця планета отримує менше енергії, означає, що температура там має бути десь, як на Марсі, але ми точно цього не знаємо, тому що у планети може бути атмосфера. По-перше, Марс – це теж те, що називається habitable zone, зона можливого утворення життя. По-друге, якщо там атмосфера, вона може призводити до парникового ефекту, коли температура збільшується. На Марсі, на жаль, атмосфера не така велика і там немає парникового ефекту, на Землі він є, тому у нас трошки тепліше, ніж ми очікували. На Венері дуже жарко, тому що там атмосфера дуже непрозора, там сотні градусів за Цельсієм, хоча мало бути набагато менше, якщо атмосфери не було б. Відповідно, якщо там є атмосфера, то це може бути цікаво в плані того, що там може бути не -20 середня температура, а +10, скажімо і це не так погано.

Проблеми, не зважаючи на це все, ми знаємо дуже мало. Ми не знаємо, чи є там вода, ми не знаємо, чи є там кисень, тому потрібно продовжувати зараз дослідження. Ті люди, які вважають, що вже зараз потрібно посилати туди керовану якусь місію, звичайно, вони трошки забігають наперед. Проблема не тільки в тому, що ми погано знаємо, чим ця планета краща за Марс, в принципі, особливо нічим. Краще, можливо подосліджувати якийсь час і отримати більше інформації, якщо це підтвердиться, що вона дійсно така, може бути приваблива для життя, настільки приваблива, як Земля, тоді це дійсно цікавий варіант, чому ні. Але дійсно, багато було такого збудження позитивного, в контексті того, що це найближча планета. Як правило. екзопланети відкривають за сотні світлових років, в десятки, в сотні разів більш далекі, до них набагато далі добиратися. До цієї можна, якщо ви запустите звичайну хімічну ракету, на хімічнім паливі, яке зараз є, якби в промисловості, то потрібно десятки тисяч років, щоб туди добратися, це досить багато, чекати не хочеться, тому хочеться, можливо, почекати сто років, розробити кращі технології, щоб можна було вже більш краще запустити.