Орбитальный телескоп Кеплер, сейчас лишившийся возможности поиска экзопланет, тем не менее успел собрать достаточно данных, чтобы можно было оценить, насколько много звезд из 200 миллиардов светил Млечного пути имеют потенциально обитаемые планеты. Статистический анализ данных телескопа, проведенный сотрудниками Калифорнийского университета в Беркли и Гавайского университета, указывает на их большое число: каждая пятая похожая на Солнце звезда имеет планету, сравнимую по массе с Землей и с подходящей для поддержания жидкой воды температурой на поверхности. Если учесть, что доля солнцеподобных звезд составляет около пятой части, в Млечном пути может быть до нескольких десятков миллиардов потенциально обитаемых планет.

«Взгляните на звездное небо: ближайшая солнцеподобная звезда с потенциально обитаемой планетой должна быть на расстоянии 12 световых лет, и эту звезду можно увидеть невооруженным глазом», – говорит руководитель исследования Эрик Петигура, сотрудник Беркли. С момента открытия первой экзопланеты около солнцеподобной звезды прошло около 20 лет. За это время мы поняли, что большинство звезд имеет планеты, и среди них довольно много планет земного размера, находящихся на слишком низких, приводящих к высоким и непригодным для жизни температурам, орбитах. Теперь можно утверждать также большое число похожих на Землю планет на умеренных орбитах.

Результат, касающийся параметров планет, особенно важен, так как поиск экзопланет начинает переходит в их изучение. Для этого нужно определить примерные параметры планет, а главное – расстояние до них. Чем чаще в Млечном пути встречаются похожие на Землю планеты, тем лучше, так как увеличивается шанс найти одну такую рядом с Землей. Понятно, что чем ближе планета, тем легче ее будет изучить. Разумеется, нам вряд ли повезет найти жизнь на первой же такой планете. Несмотря на подходящие размеры и расстояние до звезды, она запросто может оказаться необитаемой, так как на это влияет большое число факторов. Слишком толстая атмосфера может привести к увеличению температуры поверхности, недостаток воды в принципе создаст проблемы жизни. Большую роль играет химический состав планеты – мы желаем увидеть твердое тело, состоящее в основном из каменных пород и обладающее металлическим ядром и мантией (магнитное поле планеты необходимо для защиты жизни от космического излучения и солнечного ветра). Такие планеты уже были открыты, однако они имеют очень низкие орбиты и температуру в пару тысяч градусов на поверхности.

Кеплер был запущен в 2009 году для поиска планет, проходящих перед своими звездами. При этом яркость звезды падает на сотые доли процента. Тем менее, около 150000 звезд, каждые 30 минут фотографировавшихся в течение четырех лет, уже удалось найти 3000 планет. Большая часть этих планет намного превосходит Землю размерами и находится в диапазоне размеров от Нептуна до Юпитера. Орбиты большинства планет низки, так что тысячи градусов на поверхности или в атмосфере – обычное дело.

Для примерной характеристики открываемых планет обычно используются наземные телескопы, позволяющие собрать спектральные данные звезды. Это позволяет уточнить яркость звезды, а за счет этого и диаметр перекрывающей часть излучения планеты. После этого были отобраны 42000 звезд, свойства которых аналогичны солнечным. Около них было найдено всего 603 кандидата в экзопланеты, из которых, в свою очередь, лишь 10 оказались сравнимыми с Землей (превышают ее диаметр не более чем в два раза) и потенциально обитаемыми. В последнем случае отбирались те планеты, которые получают от четверти до четырех доз тепла по сравнению с Землей.

Важное отличие нового исследования заключается в том, что метод поиска экзопланет был подвергнут критике, целью которой было определить, сколько в среднем миров мы не замечаем. Для этого в данные Кеплера были добавлены фиктивные планеты, которые вполне удовлетворяют небесной механике. Зная, сколько и каких планет было добавлено, и сколько было пропущено используемыми методами обработки данных, можно оценить, сколько реальных планет теряется. После этого надо учесть, что не все планеты при своем орбитальном движении проходят перед звездой. Впрочем, их долю оценить можно из соображений небесной механики. Учет этих двух факторов позволил увеличить оценку числа потенциально обитаемых планет около солнцеподобных звезд до 22%, хотя данные Кеплера дают лишь 10 на 42000 звезд.

Результат был получен для звезд спектрального класс К, которые немного холоднее и меньше Солнца. Это связано с достижениями Кеплера – именно около таких звезд ему удалось найти планеты. Около звезд класса G им не было обнаружено планет, но свойства этих звезд практически не отличаются от свойства звезд класса К, так что полученный результат вполне можно обобщить на двойников Солнца. Одним интересным следствием полученного результата является оценка расстояния до ближайшей потенциально обитаемой звезды. С учетом плотности солнцеподобных звезд в Млечном пути и новой полученной плотности планет около них, мы можем ожидать найти двойника нашей планеты на расстоянии 12 световых лет.