Этот консервативный подход означает поиск планет с жидкой водой и твердой или жидкой поверхностью, в отличие от газовых гигантов, таких как Юпитер или Сатурн. Жилая зона в солнечной системе — это область, где могла существовать жидкая вода и, соответственно, жизнь. Определение обитаемой зоны является ключом к поиску планет, поддерживающих жизнь, отчасти потому, что идея обитаемой зоны используется при разработке космических телескопов, которые ученые будут использовать для поиска планет, на которых может существовать метаболизм и, возможно, жизнь. .«Это один из самых больших и старых вопросов, который пыталась исследовать наука: есть ли жизнь на Земле?» — сказал Кастинг. «НАСА занимается поиском жизни в других частях Солнечной системы, но некоторые из нас думают, что поиск жизни на планетах вокруг других звезд может быть лучшим способом ответить на этот вопрос».
Недавнее исследование Рави Коппарапу, научного сотрудника с докторской степенью, работающего с Кастингом, предполагает, что частота появления планет земного типа в обитаемых зонах звезд, известных как М-карлики, составляет от 0,4 до 0,5. Чтобы найти четырех потенциальных земных кандидатов, ученым нужно будет исследовать обитаемые зоны около 10 холодных звезд.
Эти данные были получены с космического телескопа НАСА Кеплер, который собирал информацию о транзитных экзопланетах в течение почти четырех лет, прежде чем был частично выведен из строя. По предыдущим оценкам, эта частота составляла 0,1, что вынудило бы ученых, использующих планетоискатели, исследовать больше звезд, ища дальше от нашей Солнечной системы.
Еще более поздняя оценка частоты появления планет, похожих на Землю, была объявлена Эриком Петигурой и его коллегами на научной конференции Кеплера в начале ноября. Они вычислили цифру 0,22 вокруг звезд, более похожих на Солнце. Но Коппарапу и Кастинг считают, что оценка Петигуры и его коллег может быть завышена в два раза, потому что они использовали чрезмерно оптимистичную оценку ширины зоны обитания.
Если это так, то старое значение 0,1 может быть ближе к истине.Способность планеты поддерживать жидкую воду традиционно является одним из критериев при поиске планет, поддерживающих жизнь. В то время как некоторые утверждали, что подземной воды будет достаточно для поддержания жизни, проверка этой гипотезы на расстоянии будет практически невозможна, поэтому астрономы должны сосредоточить внимание на поверхностных водах, отмечают Коппарапу и Кастинг в специальном выпуске Proceedings of the National Academy of Academy of Science.
Наука.«Вся известная нам жизнь основана на углероде и зависит от наличия жидкой воды, по крайней мере, в течение части ее жизненного цикла», — отмечает Кастинг в статье. «Следовательно, если мы увидим планету, на которой есть доказательства наличия жидкой воды, мы сразу сможем подумать о возможном присутствии жизни на основе углерода».Хотя в настоящее время нет федерального финансирования для создания системы поиска земных планет, объем исследований, связанных с экзопланетами, увеличивается. TPF позволит обнаруживать газы — или их отсутствие — в атмосферах планет.
Если, например, после поиска в обитаемых зонах 30 звезд не обнаружено никаких признаков жизни, это может быть поводом для пессимизма, сказал Кастинг, который также является сотрудником Института Земли и экологических систем Пенсильванского университета.И хотя, возможно, было бы более привлекательно узнать, что есть доказательства существования жизни на других планетах, знание того, что это не так, будет иметь научное значение.«Может быть, на каждой планете, где есть подходящие условия, развивается жизнь», — сказал Кастинг. «Мы действительно не знаем ответа на этот вопрос. Но это могло быть.
Если вы оптимист, вы думаете, что для этого нужны только правильные условия. Это произошло на Земле, почему бы этого не произошло где-то еще?»Возможно, первые наблюдения экзопланет, похожих на Землю, могут дать неоднозначный ответ, добавил Кастинг. Например, может быть обнаружен кислород, но не метан.
Но даже это может открыть дверь для дальнейших исследований.Хотя на первый взгляд погоня за жизнью во внешних границах неба может показаться надуманной, Кастинг отметил, что астрономы называют это второй коперниканской революцией.
«Имело ли значение, когда мы выяснили, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот? Если вы просто практичный человек, это не имело абсолютно никакого значения для вашей жизни, потому что жизнь на Земле идет именно так — сказал Кастинг.
"Но если вы немного расширите свой кругозор, это помогло нам выяснить наше место во Вселенной — что мы на самом деле находимся на маленькой планете, вращающейся вокруг довольно нормальной звезды среди множества других звезд в галактике, а их много. галактики. Это было одно из самых глубоких изменений в человеческой мысли. Мы думаем о TPF как о следующем шаге в коперниканской революции, чтобы выяснить, есть ли там другие Земли и есть ли жизнь на этих планетах ».