Улучшенное уравнение Дрейка

  Дата публикации: 28 Май 2013 l автор:

Новости о выходе из строя системы управления ориентацией орбитального телескопа Кеплер не могут не огорчить ищущих в нашей галактике жизнь и другие разумные цивилизации. Казалось бы, главный инструмент поиска экзопланет теперь не сможет выполнять свою работу. Но вместе с тем на оптимистичный лад настраивают теоретические исследования – новый подход к рассмотрению внеземной жизни обещает, что в течение десятилетия мы уже обнаружим признаки жизни на далеких планетах.

Этот подход включает в себя улучшенное уравнение, которому уже более полувека. В 1961 году астроном Фрэнк Дрейк предложил ставшее знаменитым уравнение, описывающее число разумных цивилизаций, которые мы можем обнаружить в Млечном пути. В уравнение входило множество переменных, во времена его создания бывших неизвестными, включая само существование внесолнечных планет. В течение последних двух десятилетий число известных экзопланет быстро увеличивается, и особенный толчок в этом росте был дан запуском телескопа Кеплер в 2009 году. На его счету более 300 надежно подтвержденных экзопланет и более 3000 кандидатов, которые, как показывает практика, почти всегда оказываются планетами. Собранные телескопом, сканировавшим 150000 звезд на небольшом участке звездного неба, данные позволили сделать оценки общего числа экзопланет в Млечном пути, а среди них – общего числа потенциально обитаемых планет.


Рисунок легкой планеты Глизе 581е (zhelezyaka.com)

Обладая современными данными, сотрудница Массачусетского технологического института Сара Сигер предложила уточнить некоторые параметры, входящие в уравнение. Свои предложения она представила на конференции «Экзопланеты после Кеплера», прошедшей в Институте на прошлой неделе. «Когда мы задумались о времени после Кеплера, мы предполагали время через три – четыре года, – говорит один из организаторов Дэвид Шарбоно, сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. – Теперь же оказалось, что это время началось несколько дней назад».

Тем не менее, телескоп Кеплер проработал четыре года, чуть больше, чем изначально планировалось. Пока что всего 18 месяцев его данных были обработаны. Возможно, он успел собрать достаточно сведений, чтобы можно было развернуть наступление в поисках внеземной жизни. Правда, скорее это не так. Кеплер проработал четыре года и за это время мог бы обнаружить далекого двойника Земли. Чтобы поместить звезду в кандидаты на обладание экзопланетой, Кеплер должен заметить три периодических уменьшения ее яркости на одну и ту же величину. Поэтому чем ближе к звезде планета, тем легче ее найти. Чтобы обнаружить Землю, нужно как минимум три года. Но так как часть проходов ускользает от наблюдения, то на самом деле для обнаружения Земли в среднем нужно семь-восемь лет.

Изначальное уравнение Дрейка включает семь членов в простом произведении, которое дает нам оценку числа развитых внеземных цивилизаций. Задачей Кеплера было уточнение двух членов – доли звезд, около которых существуют планеты, и доли планет, на которых есть хоть какая-то жизнь. Для этого Кеплер постоянно наблюдал 150000 звезд в области созвездия Лебедя в ожидании колебаний яркости звезд из-за прохода перед ними планеты. При таком методе поиска сразу можно определить размер планеты и высоту ее орбиты. Размер дает хотя бы общее представление о составе планеты – твердая она или это газовый гигант. Расстояние до звезды не менее важно, чем состояние ее поверхности, ведь только на правильном удалении от звезды на планете может поддерживаться необходимая для жизни жидкая вода. До работы Кеплера всего несколько планет были классифицированы как небольшие и тверды. Причина заключается в ориентации других методов на поиск газовых гигантов.


Рисунок небольшой планеты Кеплер-10b (infuture.ru)

Телескоп должен был проработать до 2016 года после продления срока службы. Несмотря на ранний уход на покой, руководитель проекта телескопа Вильям Бораки настроен оптимистично по отношению к его результатам и считает, что в уже собранных данных есть несколько двойников Земли. Основная надежда при этом исходит не от солнцеподобных звезд, а от карликов, которых в Млечном пути намного больше. Из-за ослабленного излучения теплая планета должна быть ближе к звезде, а значит и обнаружить ее легче: проходы случаются чаще, а изменение яркости звезды заметнее. Именно на такие звезды ориентировано улучшенное уравнение Дрейка.

Ближайшая обитаемая планета, обращающаяся вокруг красного карлика, должна располагаться на расстоянии примерно 6.5 световых лет от нас. Дальнейшие преимущества карликовых звезд связаны уже с изучением, а не обнаружением экзопланет. Химический состав экзопланеты около карлика проще оценить, так как на низкой орбите и около малой звезды через атмосферу планеты пройдет больше солнечного излучения, а значит с помощью телескопа будет проще выследить изменение в спектре принятого сигнала. Работа в этом направлении необходима для уточнения еще одного параметра уравнения Дрейка – доли близких к Земле экзопланет, в атмосфере которых выявляются признаки биологической активности. Пока что таких миров нет, но, основываясь на собранных Кеплером данных и исходя из будущих возможностей орбитального телескопа Джеймса Уэбба, Сигер заранее положила этот параметр равным 10. Эта оценка по мнению Сигер является оптимистичной, но самое главное – она ожидает в течение ближайших лет или хотя бы десятилетий открытия внеземной жизни.

Стоит отметить еще один важный параметр, который не учитывает математика – интерес человечества. Как только будет найдена первая внеземная жизнь, неважно какого уровня развития, усилия по поиску далеких цивилизаций разумных существ многократно возрастут. Также отметим, что редакция КЖ придерживается скептического отношения к уравнению Дрейка в качестве научного инструмента. В настоящее время входящие в него параметры не могут быть определены, их значения носят гипотетический характер. Таким образом, уравнение оказывается теорией, которую невозможно опровергнуть, и потому не может считаться научным инструментом. Скорее это один из инструментов популяризации науки.

Космос-Журнал
По материалам New Scientist

Источник: http://www.cosmos-journal.ru/

Рекламный блок

Прокомментировать

Вы должны быть авторизованы для комментирования.