За последние 12 месяцев было открыто несколько планет, которые могут оказаться обитаемыми. Около звезды Gliese 667C сразу три сверхземли находятся в зоне обитания, две возможно твердые небольшие планеты обращаются на удобном для жизни расстоянии вокруг Kepler-62, около Тау Кита есть вероятная сверхземля, наконец, HD 40307 тоже может поддерживать на поверхности воду, хотя и с оговорками. Значит ли это, что искатели двойника Земли  могут почувствовать успокоение? Конечно, нет. Наши знания об этих планет настолько скудны, что очень рано делать уверенные выводы.

К сожалению, мы пока не можем быстро определить, благоприятны ли условия на планете для жизни. Современные телескопы не позволяют настолько детально наблюдать далекие миры, поэтому нужно пользоваться теоретическими подходами. Так, например, сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Девид Киппинг разработал модель, с помощью которой одного взгляда на сверхземлю хватит, чтобы определить, есть ли у нее необходимая для жизни атмосфера. Конечно, нельзя будет много сказать об обитаемости планеты, но зато многое можно сказать о ее необитаемости, если атмосферы нет, и выкинуть планету из дальнейших исследований.

Для оценки наличия у планеты атмосферы в модели используются ее масса и размеры. Для этого нужно, чтобы нам очень повезло с планетой и она могла быть замечена двумя основными методами поиска. Ориентация орбиты планеты относительно линии наблюдения должна быть такова, что она на каждом витке проходит перед звездой, закрывая часть ее излучения. По этой информации можно оценить размер и высоту орбиты планеты, но при этом влияние обоих параметров оказывается связанным и их трудно разделить, хотя, конечно, наибольшее влияние оказывает размер. Второй метод основан на гравитационном притяжении звезды планетой, из которого она то ускоряется от нас, то к нам. Здесь главным фактором оказывается масса планеты, но высота орбиты также имеет значение. Некоторые звезды расположены слишком далеко от нас, чтобы можно было достаточно точно измерить изменение радиальных компонент их скоростей. Но если для планеты удается собрать сведения по обоим методам, то тогда можно определить ее массу и размер. Это уже важно для оценки обитаемости, так как нас интересуют твердые планеты.

Масса и размер планеты теперь можно использовать и для характеристики свойств ее атмосферы – является ли она легкой, но зато очень объемной, или же простирающейся недалеко, но зато очень плотной. Атмосфера Земли относится ко второму типу. Нижний 100-километровый слой атмосфера поднимается над поверхностью планеты всего на 1.5% ее радиуса. Уран и Нептун, например, имеют менее плотные, но зато уходящие далеко в космос атмосферы, и обитаемость таких планет под вопросом. У нас нет хорошего подтверждающего примера.

Связь между массой и размером планеты, определяемыми частично при проходе, на самом деле не ограничивается только поверхностью планеты. Ведь часть света звезды поглощает атмосферу. Нельзя легко определить, какая часть излучения закрыта твердым веществом, а какая часть – атмосферой, пропускающей часть излучения в зависимости от длин волн, для этого необходимы телескопы с очень высоким разрешением. Пока же можно ограничиться предлагаемыми теоретическими пределами, определяющими возможные сочетания массы и размерами для разных типов планет и их атмосфер. На одной стороне в полученном диапазоне окажется практически только металлическая планета, лишенная атмосферы; на другом – водный мир с очень маленьким ядром и атмосферой, богатой водяными парами и простирающейся далеко в космос. Именно вода определяет границу, так как образование практически только газообразной планеты невозможно для масс и размеров сверхземель. Графики зависимостей массы от радиуса, соответствующие этим двум возможностям, позволяют оценить размер атмосферы планеты. Например, если сверхземля имеет такие массу и размер, что находится выше линии водяной планеты, то единственный способ объяснить ее аномально низкую плотность – предположить наличие объемной атмосферы, делающей ее крупной при проходе, но вносящей очень малый вклад в массу.

Пример применения указанной методики представляет планета GJ 1214b. Масса этой планеты в 6.5 раз больше земной, а размер ее в 2.5 раза больше. Расстояние до звезды составляет 47 световых лет. До этого исследования планета показывала интересное поведение. При наблюдении в разных длинах волн ее размер оказывался совершенно одинаковым, хотя наличие атмосферы должно было привести к поглощения света на ряде длин волн. Это значит, что либо у GJ 1214b атмосфера очень легкая, практически прозрачная, либо она очень плотная, насыщенная облаками, и потому не пропускает свет на всех использованных длинах волн. Использование диаграммы говорит о том, что около 20% радиуса планеты приходится на атмосферу. Сравнивая с 1.5% Земли, легко можно заключить, что GJ 1214b обладает протяженной, но разреженной и потому прозрачной атмосферой.

Другой интересно звездой, попавшей под изучение, стала Kepler-22, около которой телескопом Кеплер была открыта его первая планета в зоне обитания. Звезда очень похожа на Солнце, а высота орбиты планеты составляет 0.82 астрономические единицы. Диаметр планеты в 2.5 раза больше земного. Для этой планеты, однако, ничего выяснить не удалось. Расстояние до нее составляет 620 световых лет, в результате точность определения ее массы низка, и она может оказаться в нескольких принципиально разных зонах диаграммы массы-размера. То же относится практически ко всем известным планетам в зонах обитания планет – либо масса, либо размер известны недостаточно точно.