В связи с Величайшим его Противостоянием летом 2003 года и словно бы специально приуроченным к этому событию успехом высадки на его поверхность двух американских космических аппаратов, показавших, что вода-таки на Красной планете имеется.

Теперь, в связи с весьма значимым и довольно редким событием - прохождением диска Венеры по диску Солнца 8 июня 2004 года - мы обращаемся к другой нашей соседке по Солнечной системе - Венере, расположенной ещё ближе к Земле, чем Марс.

Старший научный сотрудник отдела изучения Луны и планет Астрономического института им. П.К.Штернберга Жанна Фёдоровна РОДИОНОВА знакомит читателя с «портретом» одной из планет Солнечной системы в рамках современных научных представлений. Следуя же традициям журнала, рубрику дополняет и эзотерический образ удивительной планеты.

Наше достоинство — не в овладении пространством, а в умении разумно мыслить. С помощью пространства и времени Вселенная охватывает и поглощает меня, а вот с помощью мысли я охватываю Вселенную. Постараемся же мыслить достойно: в этом основа нравственности.

Блез Паскаль

Жизнь каждого человека и существование всего человечества зависят от условий, имеющихся на Земле сейчас и от их изменений в будущем. Естественно, что в первую очередь мы заинтересованы в изучении самой Земли, а для этого крайне важно понять, какое место она занимает среди других планет, чем от них отличается.

В Солнечной системе пока известно девять планет: ближайшие к Солнцу четыре планеты принято называть планетами земной группы, а следующие четыре - планетами-гигантами. Девятая планета Плутон, самая дальняя, не входит ни в какую группу. Планеты земной группы похожи между собой по размерам, массе и составу пород. Это - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Их поверхности сложены твёрдыми породами со средней плотностью вещества от 3,9 г/см 3 у Марса до 5,5 г/см 3 у Земли (у Меркурия - 5,4 г/см 3 , у Венеры - 5,2 г/см 3). Масса Венеры составляет 81% от массы нашей планеты. Средний радиус Венеры (6051,5 км) лишь на 5% меньше среднего радиуса Земли (6371 км). Марс почти в два раза меньше Земли. Скромнее по размерам в этой группе ближайшая к Солнцу планета - Меркурий B 439 км). Он находится на среднем расстоянии 0,4 а.е. от центрального светила, Венера - на 0,7 а.е. (расстояние до Земли принято за 1 а.е). Марс расположен в 1,5 раза дальше. Периоды обращения планет вокруг Солнца закономерно увеличиваются с отдалением от него. Быстрее всех, со скоростью 48 км/с, движется Меркурий, совершая оборот за 0,24 земного года. Венера, двигаясь со скоростью 35 км/с, завершает один оборот за 0,62 года, у Земли скорость около 30 км/с, у Марса - 24 км/с. Самый большой эксцентриситет орбиты у Меркурия (0,2), а самый маленький у Венеры (0,01) - её орбита наиболее близка кругу. Наклоны орбит планет к эклиптике меняются незначительно: от 2° у Марса и до 7° у Меркурия.Наклон полярной оси велик лишь у Земли (23°) и Марса (25°), что приводит к смене времён года на этих планетах в отличие от Меркурия и Венеры.

В этой группе планет мало спутников: у Земли - Луна, диаметром 3476 км, у Марса два маленьких спутника Фобос и Деймос, размеры которых менее 30 км. Чем дальше планета находится от Солнца, тем меньше тепла и света она получает, однако, температура на её поверхности зависит также от наличия атмосферы, её состава. На Меркурии практически нет атмосферы, и солнечные лучи беспрепятственно проникают к поверхности; максимальная температура в подсолнечной точке там составляет около 700 К. А вот самая высокая температура наблюдается на поверхности второй от Солнца планеты - Венере, расположенной почти в два раза дальше: её мощная атмосфера из углекислого газа удерживает тепло, сохраняя одинаковую температуру днём и ночью - около 735 К. На Земле максимальная температура в подсолнечной точке достигает 288 К, на Марсе с очень разреженной углекислой атмосферой - лишь 220 К.

По периоду вращения вокруг оси первые две планеты сильно отличаются от Земли и Марса, продолжительность суток на которых очень близка (23,9 часа и 24,6 часа, соответственно). Меркурий вращается в 58 раз, а Венера в 243 раза медленнее, чем Земля. При этом Венера вращается вокруг оси в обратном направлении (по отношению ко всеобщему орбитальному движению)!

Изучение карт рельефа поверхностей всех четырёх планет показало, что перепады высот от самой высокой точки до самой низкой увеличиваются с расстоянием от Солнца: на Меркурии перепад менее 10 км, на Венере - 15 км, на Земле - 20 км (включая океанские впадины), на Марсе - 30 км. По внутреннему строению планеты земной группы мало чем отличаются друг от друга. Они имеют, как правило, ядро, мантию и кору различной толщины. Поверхность Меркурия почти целиком покрыта кратерами, на Венере преобладают холмистые равнины, кратеров там сравнительно мало (в 200 раз меньше, чем на Меркурии), а возвышенности составляют менее 8 % всей поверхности. На Земле преобладают океаны и моря, а на суше - низменности, горные массивы занимают менее 2% площади суши. На Марсе низменности сосредоточены на 35% всей поверхности, кратеров здесь гораздо меньше, чем на возвышенных участках.

Магнитные поля у планет земной группы очень слабые (кроме Земли). На Меркурии оно примерно в сто раз слабее, чем на Земле. У Марса и Венеры оно ещё меньше .

Венера обращается вокруг Солнца в ту же сторону, что и другие планеты, совершая полный оборот за 225 суток. Но вот период её вращения вокруг оси (243 суток) удалось определить лишь в начале 1960-х годов, когда для измерения скоростей вращения планет стали применять методы радиолокации. Из-за того, что она вращается вокруг оси в сторону, противоположную орбитальному движению, солнечные сутки на ней короче времени её полного поворота вокруг оси и составляют 117 земных суток. Год на Венере лишь вдвое больше её суток.

Атмосфера Венеры состоит на 96,5% из углекислого газа и почти на 3,5 % из азота. Другие газы - водяной пар, кислород, окись и двуокись серы, аргон, неон, гелий и криптон - составляют менее 0,1%. (По-своему загадочно отсутствие на Венере воды. Впрочем, выше критической точки 647 К (370° С) вода не может оставаться в жидком виде ни при каком давлении, поэтому вся она оказалась в атмосфере планеты). Однако следует иметь в виду, что венерианская атмосфера намного мощнее нашей, так что азота, например, в пять раз больше по массе, чем на Земле, а это сравнимо с полной массой земных океанов!

Туманная дымка в атмосфере Венеры простирается до высоты 48-49 км. Над ней, до высоты 70 км, идёт облачный слой, содержащий капельки концентрированной серной кислоты, а в самых верхних слоях также присутствуют соляная и плавиковая кислоты. Облака, которые мы и видим с Земли, отражают 76 % падающего солнечного света. Вращение облачного слоя происходит в ту же сторону, что и планеты в целом, но значительно быстрее: полный оборот занимает 4-5 земных суток. Скорость ветра на высотах около 60 км достигает 100 м/с, но быстро уменьшается ближе к поверхности, где снижается до 1 м/с, однако, следует помнить, что атмосфера на Венере столь плотна, что лишь в 14 раз уступает плотности воды.

На вершине самых высоких гор Венеры - гор Максвелла (высотой около 11,2 км) - давление атмосферы составляет 45 бар, а на дне каньона Дианы - 119 бар. Как известно, давление земной атмосферы у поверхности - всего 1 бар. Мощная атмосфера, состоящая из углекислого газа, про- пускает к поверхности около 23 % солнечного излучения (на Земле - это 67%). Оно нагревает поверхность планеты, но тепловое инфракрасное излучение проходит сквозь атмосферу с большим трудом. И только когда поверхность нагревается примерно до 730-740 К, уходящий поток энергии оказывается равным поступающему к поверхности. Благодаря такому парниковому эффекту у поверхности Венеры сохраняется высокая температура независимо от широты местности. Но в горах, над которыми толщина атмосферы меньше, температура ниже на несколько десятков градусов.

Каков же цвет неба на Венере? Оказывается, яркий жёлто-зелёный. Но небо вечно затянуто облачной пеленой, хотя и светлое в полдень. (А ночью - конечно, без звёзд! И если судить по высказываниям доктора физико-математических наук Л.В. Ксанфомалити, то мягкий красноватый свет, льющийся на поверхность планеты, исходит от огромного, оранжевого цвета небесного купола с неразличимыми деталями высокого облачного покрова, а низко над горизонтом дымка делает его зеленоватым. - Ред.).

Венеру исследовали более 20 космических аппаратов: «Венеры», «Маринеры», «Пионер-Венеры», «Веги» и «Магеллан». При проектировании первых космических аппаратов для изучения атмосферы и поверхности этой заоблачной планеты учёные ещё не знали, на какое атмосферное давление должны быть рассчитаны приборы. Более того, предполагалось, что там может быть океан. Первые аппараты пролётного типа в начале 1960-х годов показали, что у планеты нет заметного магнитного поля и радиационных поясов. Спускаемые аппараты, оснащённые радиопередатчиками и теплозащитными покрытиями, вначале не могли достичь поверхности в рабочем состоянии, поскольку были рассчитаны на небольшие значения давлений атмосферы.

Космический аппарат «Венера 1» в феврале 1961 г. пролетел на расстоянии около 100 тыс. км от планеты и вышел на околосолнечную орбиту. «Маринер 2» в августе 1962 г. зарегистрировал высокую плотность атмосферы и высокую температуру поверхности. Спускаемый аппарат «Венера 3» впервые осуществил вход в атмосферу Венеры. В июне 1967 г. почти одновременно были запущены «Венера 4» и «Маринер 5». Первый из них был рассчитан на максимальное давление всего в 7 раз большее, чем давление у поверхности Земли, поэтому аппарат был разрушен на высоте 23 км над поверхностью Венеры. Но именно он впервые установил состав её атмосферы. Кроме того, данные измерений «Венеры 4» учёные сравнили с результатами измерений «Маринера 5» и определили, что давление у поверхности составляет около 100 атм. Более глубоких слоев достигли «Венера 5» и «Венера 6».

Спускаемый аппарат «Венера 7» был первым, достигшим поверхности. Он передал данные о составе атмосферы, температуре различных её слоев и поверхности, а также о давлении в 90 земных атмосфер. «Венера 9» и «Венера 10» в октябре 1975 г. осуществили мягкую посадку на освещенной стороне планеты на расстоянии 2200 км друг от друга и передали на Землю первые снимки поверхности с мест посадок (рис. 1). На панораме видно множество камней от самых маленьких до метрового размера и рыхлый грунт между ними. Поскольку приборы показали, что аппарат находится на крутом склоне в 30°, можно было предположить, что сфотографирован участок каменистой осыпи у подножия разрушающейся горы. На основе этих панорам учёные пришли к выводу о тектонической активности коры планеты.

Рис. 1. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 9», работавшего в течение 53 минут 22 октября 1975 г. На снимке преобладают угловатые и выветренные породы поперечником 30-40 см

Американский аппарат «Пионер-Венера 1» в 1978 г. выполнил детальные исследования окружающего пространства и радиолокационное зондирование, благодаря которому была составлена первая подробная карта рельефа поверхности планеты. С аппарата «Пионер-Венера 2» были сброшены четыре устройства для спуска в атмосфере на дневной и ночной стороне и для передачи информации ещё до падения на планету. Одно из них выдержало удар и передавало данные с поверхности в течение 67 мин. На поверхности был обнаружен толстый слой пыли, осаждавшейся в течение 15 мин. после посадки. В этом же году мягкую посадку на поверхность совершили «Венера 11» и «Венера 12» на расстоянии 800 км друг от друга. Первый зарегистрировал 25 ударов молний в секунду, а второй - около тысячи разрядов.

Данные о химическом составе пород впервые были получены в месте посадки аппаратов «Венера 13» и «Венера 14» в 1982 г. с помощью специальных грунтозаборных устройств. Результаты анализов, выполненных автоматами, были переданы на Землю, и учёные нашли, что они сопоставимы с земными базальтами, встречающимися в глубоководных впадинах океанов. В состав пород входят окислы кремния, алюминия, магния, железа, кальция и других элементов. На цветных панорамах с мест посадок этих станций можно было рассмотреть детали размером до 5 мм (рис.2)!

Рис.2. Изображение поверхности Венеры в месте посадки спускаемого аппарата «Венера 13», работавшего в течение 2 часов 1 марта 1982 г. Внизу снимка видна часть аппарата и крышка от камеры

Раздробленный грунт состоит из мелких частиц и камешков размером до 5 см. Каменные плиты, протяжённостью от 0,5 до 2 м, по-видимому, являются выходами древних скальных пород со следами выветривания. На переднем плане панорамы видна опора аппарата. Расстояние между зубцами опоры составляет 50 мм, а размер крышки от камеры, находящейся рядом с опорой, - 19 х12 см. Спускаемый аппарат «Венера 13» находился на равнине, в отличие от «Венеры 9».

Увидеть глобальные особенности рельефа большей части поверхности Венеры учёные смогли благодаря радиолокационному зондированию с аппаратов «Пионер-Венера» (1978 г.), «Венера 15», «Венера 16» (1983-1984 гг.) и «Магеллан» (1990-1994 гг.). Наземная радиолокация позволяет «увидеть» только 25% поверхности, причём с меньшим разрешением деталей, чем на космических аппаратах. «Магеллан» получил фотографии всей поверхности с разрешением в 300 м.

Именно тогда выяснилось, что большая часть поверхности Венеры занята холмистыми равнинами. Все заметные детали поверхности получили свои имена. На первых наземных радиолокационных изображениях отдельных участков поверхности Венеры исследователи использовали различные названия, из которых на картах остались горы Максвелла (название отражает роль радиофизики в исследованиях Венеры), области Альфа и Бета (две наиболее яркие в радиолокационных изображениях детали рельефа названы по первым буквам греческого алфавита). Эти названия являются исключениями из правил, принятых Международным астрономическим союзом: деталям рельефа поверхности Венеры давать только женские имена! Ведь вторая от Солнца планета поименована в честь античной богини любви и красоты Афродиты (Венеры - у римлян). В результате, крупные возвышенные области - это Земля Афродиты, Земля Иштар (в честь ассрийской богини любви и Афродиты красоты) и Земля Лады (славянская богиня любви и красоты). Крупные кратеры названы в честь выдающихся женщин всех времён и народов, а небольшие носят личные женские имена. На картах Венеры можно встретить такие названия, как Клеопатра (последняя царица Египта), Дашкова (директор Петербургской академии наук), Ахматова (русская поэтесса). Из русских имён встречаются: Антонина, Галина, Зина, Зоя, Лена, Маша и другие.

Рельеф горных районов Венеры довольно сложен. В области Земли Иштар находится обширное высокогорное плато Лакшми вулканического происхождения, расположенное на высоте 3-4 км. Оно в два раза больше Тибета. Плато с востока окружают горы Максвелла, а с севера - горы Фреи и горы Акны. На плато имеются две крупные вулканические кальдеры поперечником 100 и 160 км. Земля Афродиты, площадь которой близка к площади Африки, расположена в приэкваториальной области. Самая высокая часть её достигает 5 км. Большое число ярких в радиодиапазоне кольцевых структур можно видеть как раз в этой области. На южной окраине Земли Афродиты - каньон Артемиды диаметром 2600 км, а на восточной окраине - каньон Дианы.

Область Бета, высотой до 5 км, вероятно, представляет собой щитовой вулкан, состоящий из горы Реи и горы Теи. Следы лавовых потоков простираются на большие расстояния. Предполагается, что именно в этом районе могут находиться действующие вулканы, и их массив - один из крупнейших в Солнечной системе.

Кратеров на Венере обнаружено более 900, то есть их средняя плотность составляет два образования на площади в 1 млн. км 2 , в то время как на Луне - 392 кратера. Причём на поверхности планеты не выявлено кратеров поперечником менее 1,5 км, и объясняется это тем, что атмосфера Венеры просто не пропускает мелкие метеориты. Цветная иллюстрация (на 4-й стр. обложки) отражает редкую картину, когда три крупных кратера расположены рядом. Это место обычно называют «кратерная ферма».

Тот факт, что на Венере мало кратеров, свидетельствует, что её поверхность претерпела обновление в недавнем прошлом: средний возраст поверхности оценивается всего в 500 млн. лет. Плантологи уверены, тогда произошла глобальная геологическая катастрофа, но что было причиной тех событий - неизвестно. Здесь обнаружено множество вулканов высотой 1-6 км, возможно, некоторые из них извергаются и в настоящее время (рис.3). Выявлено около 150 крупных вулканов диаметром более 100 км. Большинство имеют небольшие размеры - менее 20 км в поперечнике. Их десятки тысяч. Всё это свидетельствует о наличии огромных резервуаров лавы под поверхностью планеты. Многочисленные гряды, напоминающие срединно-океанические хребты Земли, простираются с севера на юг на сотни и тысячи километров. Им даны имена богинь. Для названий равнин используются женские мифологические персонажи. Например: равнина Елены (из-за Прекрасной Елены началась Троянская война), равнина Снегурочки, равнина Бабы-яги...

Изображения, полученные космическим аппаратом «Магеллан», содержат и уникальные формы рельефа. Например, 7 крупных холмов, размером около 25 км и высотой до 1 км, расположенные вблизи области Альфа, представляют собой очень толстые и медленно растекавшиеся лавовые потоки. Их называют «вулканы-блины».

Необычные формы рельефа, представляющие собой пересечение хребтов и долин, похожие на паркет, назвали «тессерами». Это самые древние участки поверхности планеты, возраст которых оценивается в 1 млрд. лет. Крупные депрессии (понижения) овальной формы с приподнятой центральной частью, окружённые валами - «венцы», также непохожи на формы рельефа, встречающиеся на других планетах. Венцы по-видимому образовались в результате активных потоков вещества в мантии. Свои имена они получили в честь богинь плодородия, урожая, цветов.

Надо сказать, что поверхность Венеры покрыта сетью из неправильной формы шестигранников площадью 100 кв. м; возникла такая трещиноватость из-за колебаний температуры поверхности в 200° в течение длительного времени.

Рис. 3. Трёхмерное компьютерное изображение вулкана Сапфо на Венере высотой 1,5 км и поперечником 400 км, построенное на основе снимков «Магеллана». Вертикальный масштаб в двадцать раз больше горизонтального

Гравитационные измерения «Магеллана» показали, что кора Венеры более прочная и толстая, чем это считалось раньше. У планеты железное ядро радиусом 3000 км и мантия из расплавленных горных пород, занимающая большую часть планеты. Имеются некоторые свидетельства складчатости и увеличения в объёме поверхности Венеры, а также недавних вулканических потоков. Однако на Венере нет признаков тектоники плит, которой мы наделяем Землю.

В заключение важно отметить следующее. Нашему поколению предоставлена уникальная возможность наблюдать крайне редкое явление - прохождение Венеры по диску Солнца дважды в своей жизни: 8 июня 2004 г. и 5-6 июня 2012 г . В 1761 г. М.В. Ломоносов, наблюдая это явление, обнаружил, что в момент контакта с Солнцем вокруг противоположного края планеты вспыхнул яркий ободок, и учёный сделал правильный вывод о том, что Венера окружена плотной атмосферой. Не исключено, что и в этот раз Венера выдаст ещё одну свою тайну...

Дополнение от редакции

Последний раз прохождение Венеры произошло 122 года тому назад. Если событие 2004 г. наблюдалось от начала и до конца почти по всей территории России, то ему парное в 2012 г. будет лучше видно на востоке страны. Причина прохождения планеты по диску Солнца, как и в случае с солнечными затмениями, кроется в том, что один из двух узлов пересечения плоскости орбиты планеты с плоскостью земной орбиты (эклиптикой) оказывается на или вблизи линии Земля-Солнце. Если прохождения Меркурия наблюдаются часто - в среднем 14 раз в столетие, то Венеры - не более двух раз, чередуясь в современную эпоху через 105,5, затем 8 лет, через 121,5 года и опять 8 лет, вновь через 105,5 года и т.д. Следующее парное путешествие нашей соседки по диску светила произойдёт в 2117 г.

В дальнейшем прохождения будут чередоваться с периодом 243 года, так как Венера в момент одного из парных соединений с Солнцем окажется на достаточном удалении от узла и уже не будет проецироваться на его диск; тогда единственное прохождение Венеры по диску Солнца станет центральным и достигнет максимальной длительности - 8,6 часа («Звездочёт» №9, 10/2000). Любопытно, на наш взгляд, важное числовое совпадение: 243 суток - период вращения Венеры вокруг оси, 243 года - интервал между последующими прохождениями планеты через линию Земля - Солнце. Само по себе сочетание цифр 2,3,4 эзотерически исключительно значимо и часто встречается в природных ритмах. Так что и с этой точки зрения наше время - особенное.

Примечание

См. «Дельфис» №1(37)/2004.

Немагнитная планета Венера имеет магнитосферу, как и планеты, обладающие собственным магнитным полем, но эта магнитосфера - наведённая, индуцированная. По-видимому, магнитосфероподобные образования распространены во Вселенной, и они могут возникать как у тел и систем, имеющих собственное магнитное поле, так и у лишённых его, например, у комет. - Прим. ред. (по материалам научной печати).

Причину несходства составов атмосфер Земли и Венеры учёные видят в разных путях эволюции планет. Возможно, именно с особенностями эволюции Венеры связана её нынешняя бедность водой. Не проходит ли между орбитами этих планет граница удержания льда и воды в частицах былого протопланетного облака? Такие вопросы задают учёные, пытаясь выяснить причину необычной сухости атмосферы Венеры, почти что отсутствию на ней воды (см.: Ксанфомалити Л.В. Парад планет. М., Наука, 1997). - Прим. ред.

NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyl Планета Kepler-452b в представлении художника

Астрономы уже нашли достаточно много экзопланет, являющихся потенциально жизнепригодными. В новой работе специалисты сфокусировались на количестве ультрафиолетового излучения, исходящего от родительской звезды и способного, как предполагается, способствовать развитию жизни: на этой основе исследователи определили планеты, на которых могла появиться жизнь наподобие жизни на нашей планете.

«Жизнь, как мы знаем, требует множество молекулярных структур, выполняющих различные функции внутри клетки, — объясняет астрофизик Пол Риммер (Paul Rimmer) из Кембриджского университета. — В том числе ДНК, РНК, белки и клеточные мембраны, которые состоят из относительно простых строительных блоков (липидов, нуклеотидов и аминокислот). Долгое время то, откуда появились данные строительные блоки, оставалось загадкой, однако недавно важные открытия помогли определить, каким образом они появились на поверхности Земли».

«К примеру, — объясняет Риммер, — подсвечивание ультрафиолетом синильной кислоты (химическое соединение, существующее в природе) в воде, при наличии отрицательно заряженного иона, такого как бисульфит, приводит к появлению простых сахаров». При подходящих условиях синильная кислота — которая в больших количествах содержится в протопланетных дисках — и отрицательно заряженный ион могут произвести огромные концентрации строительных блоков для жизни, однако для этого им необходим ультрафиолет.

В 2015 году исследователи продемонстрировали это экспериментально. Так, с помощью УФ-излучения и синильной кислоты им удалось создать липиды, аминокислоты и нуклеотиды, являющиеся компонентами живых клеток, однако без использования ультрафиолета реакция не состоялась.

Риммер и другие ученые использовали эти данные для нового исследования. Специалисты сравнили количество примененного УФ-излучения в эксперименте 2015 года с излучением, исходящим от звезд в системах планет — кандидатов «Кеплера» (потенциально жизнепригодных экзопланет, обнаруженных космическим телескопом «Кеплер»). На основании расчетов исследователи определили так называемую зону абиогенеза — расстояния от звезды, на котором планета получала бы достаточно УФ-излучения. (В список кандидатов «Кеплера» входят каменистые планеты, находящиеся в зоне обитаемости: не слишком близко и не слишком далеко от звезды — чтобы на планете могла существовать жидкая вода.)

Важно, как отмечается, чтобы звезда обладала температурой, схожей с таковой у Солнца: тогда зона обитаемости и зона абиогенеза пересекаются. Более холодные звезды же обычно испускают УФ-излучение в недостаточном количестве — если, конечно, на них не происходят частые вспышки: способны ли последние привести к возникновению строительных блоков для жизни, пока, как отмечают исследователи, остается неизвестным.

Планета Kepler 452-b (из-за возможного сходства с Землей ее назвали «Земля 2.0»), как установили специалисты, входит как в зону обитаемости, так и в зону абиогенеза. Кроме того, по словам исследователей, планета Kepler-62e, вероятно, входит в зону абиогенеза, однако она может быть не каменистой.

Телескоп «Кеплер», обнаруживший множество планет за пределами нашей Солнечной системы, в скором времени прекратит работать (у аппарата, как известно, заканчивается топливо). Однако на замену ему уже был запущен космический телескоп TESS (недавно он официально

Карликовые планеты вроде Цереры и Плутона, а также другие крупные астероиды похожи на планеты земной группы тем, что у них есть твердая поверхность. Однако состоят они больше из ледяных материалов, нежели камня.

земной группы

Большинство планет, обнаруженных за пределами Солнечной системы, были газовыми гигантами, поскольку их обнаружить легче всего. Но с 2005 года были обнаружены сотни потенциальных экзопланет земной группы - во многом благодаря космической миссии «Кеплера». Большинство планет стали известны как «суперземли» (то есть планеты с массой между Землей и Нептуном).

Примеры экзопланет земной группы , планету с массой в 7-9 земных. Эта планета вращается вокруг красного карлика Gliese 876, расположенного в 15 световых годах от Земли. Существование трех (или четырех) экзопланет земной группы также было подтверждено между 2007 и 2010 годом в системе Gliese 581, другого красного карлика приблизительно в 20 световых годах от Земли.

Самая маленькая из них, Gliese 581 e, по массе всего в 1,9 земных, но вращается слишком близко к звезде. Две других, Gliese 581 c и Gliese 581 d, а также предполагаемая четвертая планета Gliese 581 g, более массивны и вращаются в пределах « » звезды. Если эта информация подтвердится, система станет интересна наличием потенциально обитаемых планет земного типа.

Первая подтвержденная экзопланета земной группы Kepler-10b - планета массой в 3-4 земных, расположенная в 460 световых годах от Земли, - была обнаружена в 2011 году в ходе миссии «Кеплер». В том же году космическая обсерватория «Кеплера» выпустила список 1235 экзопланетарных кандидатов, включая шесть «суперземель», расположенных в пределах потенциально обитаемой зоны своей звезды.

С тех пор «Кеплер» обнаружил сотни планет размером от Луны до большой Земли, и еще больше кандидатов за пределами этих размеров.

Ученые предложили несколько категорий для классификации планет земного типа. Силикатные планеты - это стандартный тип планет земной группы в Солнечной системе, состоящий преимущественно из силикатной твердой мантии и металлического (железного) ядра.

Железные планеты - это теоретический тип планет земного типа, который состоит почти полностью из железа, а значит более плотный и с меньшим радиусом, чем другие планеты сопоставимой массы. Планеты такого типа, как полагают, образуются в высокотемпературных областях близко к звезде, где протопланетарный диск богат железом. Меркурий может быть примером такой группы: он образовался близко к Солнцу и обладает металлическим ядром, которое эквивалентно 60-70% планетарной массы.

Планеты без ядра - еще один теоретический тип планет земного типа: они состоят из силикатных пород, но не имеют металлического ядра. Другими словами, планеты без ядра - это противоположность железной планете. Планеты без ядер, как полагают, образуются дальше от звезды, где более распространен летучий окислитель. И хотя таких планет у нас нет, есть масса хондритов - астероидов.

Наконец, есть углеродные планеты (так называемые «алмазные планеты»), теоретический класс планет, которые состоят из металлического ядра, окруженного преимущественно углеродными минералами. Опять же, в Солнечной системе нет таких планет, но есть обилие углеродонасыщенных астероидов.

До недавнего времени все, что ученые знали о планетах - включая их образование и наличие разных типов, - выходило из изучения нашей собственной Солнечной системы. Но с развитием изучения экзопланет, которое увидело мощный всплеск за последние десять лет, наши знания о планетах существенно выросли.

С одной стороны, мы пришли к пониманию, что размер и масштаб планет куда выше, чем думали раньше. Более того, мы впервые увидели множество похожих на Землю планет (которые также могут быть обитаемы), существующих в других солнечных системах.

Кто знает, что мы найдем, когда получим возможность отправить зонды и пилотируемые миссии на другие планеты земной группы?

С помощью инструмента HARPS Европейской южной обсерватории (ESO) международная команда астрономов открыла землеподобную планету с умеренными температурными условиями на расстоянии всего 11 световых лет от Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.

Ближайшая экзопланета с земным климатом

Новый мир получил обозначение Ross 128 b. После Proxima b это вторая по близости к нам землеподобная планета и самая близкая из тех, что вращаются вокруг неактивной красной карликовой звезды.

Маломассивная Ross 128 b проживает в системе самой «спокойной» из соседних звезд , благодаря чему температурные условия на ней должны быть умеренными и температура ее поверхности, возможно, близка к температуре поверхности Земли.

«Это открытие стало результатом более чем десятилетнего интенсивного мониторинга с приемником HARPS в сочетании с современными методами обработки и анализа данных», – рассказывает Николя Астудильо-Дефру, один из авторов открытия из Женевского университета в Швейцарии.

Экзопланета Ross 128 b в представлении художника. Credit: ESO/M. Kornmesser

Полученные данные указывают на то, что Ross 128 b находится в 20 раз ближе к своей материнской звезде, чем Земля к Солнцу (год на экзопланете длится 9,9 земных дней). Но так как ее звезда – тусклый и холодный красный карлик с температурой поверхности почти вдвое ниже солнечной, планета получает всего в 1,38 раз больше энергии, чем Земля получает от Солнца.

Согласно расчетам температура на поверхности Ross 128 b лежит в пределах от -60°C до +20°C. Однако на данный момент исследователям не удалось точно определить, вращается ли Ross 128 b внутри, снаружи или на границе обитаемой зоны.

Обитаемость миров у красных карликов

Красные карлики относятся к наиболее холодным и слабым звездам во Вселенной. Это делает их очень привлекательными объектами для поиска экзопланет, и они исследуются все чаще и подробнее. У таких звезд легче обнаружить маленькие холодные миры, похожие на Землю, чем у звезд типа Солнца.

На многих красных карликах периодически происходят , во время которых их планеты подвергаются жесткому ультрафиолетовому и рентгеновскому облучению, но Ross 128 гораздо более спокойная звезда, и поэтому ее планета является ближайшей к нам, на которой возможна жизнь.

Ross 128 b – наш сосед через 79 000 лет

Сейчас до звезды Ross 128 примерно 11 световых лет, но она движется в нашу сторону, и через 79 000 лет (в космических масштабах это просто мгновение) именно она станет нашей ближайшей космической соседкой, а планета Ross 128 b, а не , будет ближайшей к Земле экзопланетой!

Изучение атмосфер

В последнее время астрономы открывают все больше и больше экзопланет с умеренной температурой поверхности, и следующей стадией их изучения должно стать подробное исследование структуры и химического состава их атмосфер.

Гигантским шагом вперед на к пути этому стало бы обнаружение в атмосферах ближайших к нам экзопланет биомаркеров (например, кислорода), и ученые очень надеются, что этот шаг будет сделан строящимся сейчас в ESO (ELT), одной из первых наблюдательных целей которого станет Ross 128 b.

Ещё Джордано Бруно считал, что вокруг звёзд должны существовать планеты. Но первая экзопланета была обнаружена только в октябре 1995 года. Именно тогда астрономы Мишель Майор и Дидье Келос заметили «покачивания» звезды . Планета, вызывающая покачивания, по массе близка к Юпитеру, но находится значительно ближе к своей звезде. В честь 20-летия со дня открытия 51 Пегаса b сотрудники составили список из 20 самых удивительных экзопланет.

Kepler-186 f

NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Kepler-186 f – это первая экзопланета земного типа, обнаруженная в обитаемой зоне солнцеподобной звезды. Вполне вероятно, что на Kepler-186 f есть вода в жидком состоянии. По размеру инозвездная планета напоминает Землю.

«Пока нам известна только одна планета, на которой существует жизнь – это Земля. Если мы хотим найти жизнь вне Солнечной системы, нам надо сосредоточить свои наблюдения на планетах земного типа. То, что мы нашли экзопланету, по размеру напоминающую Землю и расположенную в обитаемой зоне – это большой шаг вперёд», - прокомментировала открытие Kepler-186 f Элиза Кинтана из проекта по поиску внеземных цивилизаций и возможному вступлению с ними в контакт, работающая в исследовательском центре НАСА имени Эймса.

HD 209458 b

NASA, European Space Agency, Alfred Vidal-Madjar (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS)

HD 209458 b, известная также как Осирис, – первая экзопланета, которая была обнаружена за счёт небольшого снижения яркости звезды, вызванного прохождением планеты по её диску (транзитом). Благодаря этим наблюдениям ученые смогли определить характеристики HD 209458 b и начали применять этот метод для измерения параметров других планет.

Ученые заметили, что из-за чрезвычайно маленького расстояния до звезды HD 209458 b постепенно испаряется под воздействием тепла и звездного ветра. По этой причине эта экзопланета и получила второе имя Осирис (аллюзия на древнеегипетский миф, в котором Сет разрубил тело своего брата Осириса на части, чтобы тот не мог вернуться к жизни).

Планеты звезды Kepler-11

NASA/JPL-Caltech

Шесть экзопланет, обращающиеся вокруг звезды Kepler-11, – это первая планетная система, обнаруженная космической обсерваторией НАСА транзитным методом. Ученые установили, что орбиты всех шести планет располагаются очень близко друг к другу – так, орбиты первых пяти планет могли бы уместиться внутри орбиты Меркурия.

Благодаря открытию экзопланет звезды Kepler-11 астрономы поняли, что небольшие планетные системы, схожие с нашей, могут быть распространённым явлением.

NASA/JPL-Caltech

Kepler-16 b – это первая экзопланета, обнаруженная у двойной звезды. Планета необычна ещё и тем, что её орбита меньше радиуса, который считался внутренней границей для формирования планет в системе двойной звезды.

Kepler-16 b часто сравнивают с Татуином – планетой-пустыней из «Звёздных войн», также вращающейся вокруг двойной звезды. В киноэпопее Татуин была местом, где собирались контрабандисты и гангстеры всех мастей.

NASA/JPL-Caltech

51 Пегаса b – как раз та самая первая обнаруженная экзопланета. У 51 Пегаса b есть прозвище - «Беллерофонт», полученное в честь древнегреческого героя, укротившего коня Пегаса (аллюзия на созвездие Пегаса, в котором находится материнская звезда экзопланеты).

CoRoT 7 b

ESO/L. Calçada

CoRoT 7 b – первая открытая экзопланета, относящаяся к классу скалистых . К суперземлям относятся планеты, чья масса превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов – крупных планет с небольшой плотностью и кратким периодом суточного вращения (в Солнечной системе к таким планетам причисляют Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун).

Обнаружение CoRoT 7 b показало, что вне нашей системы существуют планеты, по характеристикам напоминающие Землю. Возможно, некоторые суперземли окажутся обитаемыми.

NASA/Ames/JPL-Caltech

По мнению учёных из НАСА, Kepler-22 b – экзопланета, аналогов которой нет в нашей Солнечной системе. Газовый гигант находится в обитаемой зоне, и, возможно, на его поверхности есть вода. Радиус Kepler-22 b составляет 2,4 радиуса Земли. Астрономы не исключают, что на экзопланете может существовать жизнь.

NASA/Kepler Mission/Dana Berry

Kepler-10 b – одна из самых маленьких экзопланет, а также первая известная «железная экзопланета», состоящая, прежде всего, из насыщенного железом ядра с последующим тонким слоем мантии, либо без мантии.

Учёные полагают, что на поверхности Kepler-10 b может находиться океан из лавы.

Планеты звезды Kepler-444

Tiago Campante/Peter Devine

Звезда Kepler-444 и планеты, вращающиеся вокруг неё, – старейшая из известных система планет, похожих на Землю. Эта система примерно вдвое старше Солнечной. По мнению учёных, формироваться почти сразу после Большого Взрыва.

Когда Солнце только родилось, система Kepler-444 уже была старше, чем наша Солнечная система сейчас.

55 Рака e

NASA/JPL-Caltech

55 Рака e – суперземля, которая обращается вокруг своей звезды за 17 часов 41 минуту. Планета в 8 раз тяжелее Земли и расположена к звезде ближе, чем Меркурий расположен к Солнцу. При вращении 55 Рака е всегда повернута к своему «солнцу» только одной стороной.

Астрономы говорят, что 55 Рака е – первая скалистая экзопланета, на которой замечены резкие перепады температуры. Поверхность планеты является скорее всего безводной.

HD 189733 b

NASA/ESA/G. Bacon (STScI)

HD 189733 b – одна из самых изученных экзопланет. По размеру она близка к Юпитеру и принадлежит к классу . Именно для HD 189733 b впервые удалось составить карту температуры на поверхности.

HD 189733 b является одной из самых «горячих» экзопланет, обнаруженных на сегодняшний день.

Система PSR B1257+12

NASA/JPL-Caltech

PSR B1257+12 удивительна тем, что планеты в этой системе вращаются вокруг нейтронной звезды – звёздных остатков, являющихся результатом гравитационного коллапса массивной звезды во время взрыва сверхновой. Система PSR B1257+12 доказывает, что планеты можно обнаружить где угодно – даже у «обломков» звезды.

Планеты звезды K2-3

ESO/M. Kornmesser/Nick Risinger/ L. Calcada

K2-3 – звезда типа красный карлик, вокруг которой вращаются три планеты типа суперземель. Ученые из НАСА полагают, что условия на этих экзопланетах могут быть пригодны для существования жизни.

Планеты звезды HR 8799

NRC-HIA, Christian Marois, Keck Observatory

HR 8799 – первая звезда, у которой было обнаружено сразу несколько экзопланет методом прямого наблюдения. Вокруг звезды вращаются как минимум три планеты. Орбиты дальних планет HR 8799 находятся в пределах протопланетного диска – околозвёздного диска, из которого впоследствии образуются планеты. Это один из самых массивных дисков, открытых вокруг звезды, находящейся в пределах 300 св. лет от нас.

Планеты звезды Kepler-36

Две планеты, вращающиеся вокруг звезды Kepler-36, обладают самыми огромными орбитами из зафиксированных на сегодняшний день. При этом их орбиты расположены аномально близко друг к другу.

Вполне вероятно, что Kepler-36 является субгигантом – звездой, в ядре которой иссякло водородное топливо.

NASA/JPL-Caltech

HD 114762 b была открыта в далёком 1989 году – за 6 лет до обнаружения первой «официальной» экзопланеты. Но объект посчитали коричневым карликом - инфракрасной звездой с массой меньше 8% массы Солнца, в недрах которой невозможно термоядерное горение обычного водорода.

NASA/Ames/JPL-Caltech

Kepler-452 b – экзопланета, которую из-за сходства с Землёй иногда называют «Земля 2.0». Kepler-452 b – первая планета околоземного размера, обнаруженная в обитаемой зоне похожей на Солнце звезды спектрального класса G2.

По мнению учёных, «двойник Земли» входит в список потенциально жизнепригодных экзопланет.

NASA/JPL-Caltech/UCSC

Астрофизики считают, что HD 80606 b «не стесняется своих эмоций» - на ней постоянно возникают штормы и дуют сильнейшие ветра.

Экзопланета находится в созвездии Большой Медведицы и обращается вокруг своей звезды за 111 дней по сильно вытянутой орбите.

Планеты звезды WASP-47

NASA/JPL-Caltech

Планетная система WASP-47 уникальна тем, что только в ней находится «горячий юпитер» с близко расположенными к нему планетными компаньонами.

Планета звезды OGLE-2005-BLG-390

NASA, ESA and G. Bacon (STScI)

Планета звезды OGLE-2005-BLG-390 рассматривается учеными как первая суперземля, состоящая в основном изо льда.

Экзопланета совершает оборот вокруг своей материнской звезды за 3500 дней.

Источники:

• 20 Intriguing Exoplanets
• 20 Intriguing Exoplanets – Part 2 // NASA Jet Propulsion Laboratory