Множество сверхземель

Разнообразие планет Солнечной системы невелико. С одной стороны, есть внутренние планеты – небольшие, среди которых Земля является самой крупной. С другой стороны есть газовые гиганты, занимающие внешнюю Солнечную систему. Относительно орбит планет можно сказать, что ни один мир не оспаривает приятного положения Земли. Все планеты давно движутся по устойчивым орбитам, и только Земля находится в зоне обитания Солнца. Разнообразие далеких миров намного больше. Количество открытых экзопланет уже позволяет оценить их распределение по размерам и орбитам. Наиболее распространенным типом экзопланет являются сверхземли. Эти планеты имеют массу от 2 до 10 земных, а их радиус превышает земной не более чем в два раза.

Перу Хагигипура принадлежит недавний обзор состояния исследования и открытий в области экзопланет. Первая такая планета была открыта в 1992 году, но она представляет малый интерес для астробиологии, так обращается вокруг пульсара PSR B1257+12. ЗА последние пять лет скорость открытия сверхземель сильно увеличилась. В основном это заслуга орбитального телескопа Кеплер, почти четыре года изучавшего небольшую часть небесной сферы в поисках планет. Можно утверждать, что работа этого телескопа произвела революцию в изучении экзопланет. За счет низких орбит сверхземли в зонах обитания чаще проходят перед звездой и потому вызывают интерес у телескопа Кеплер. Сейчас, потеряв два из четырех маховиков системы ориентации, телескоп прекратил поиск экзопланет. Ведущим методом обнаружения далеких миров становится изучение радиальных скоростей звезд. Проходя перед светилом, планета тянет его к нам, а проходя за ним – тянет от нас. Чем больше масса планеты, меньше масса звезды и расстояние между телами, тем легче обнаружить планету. Сверхземля в зоне обитания звезды класса М удовлетворяет двум условиям, проблемы у нее только с массой. Тем не менее, современные наземные телескопы способны обнаруживать такие планеты.

Сейчас сверхземли открываются в самых странных системах, а где-то их оказывается очень много. Так, на расстоянии 22 световых лет от Земли находится тройная звездная система Глизе 667, около одной из звезд которых в прошлом году была обнаружена сверхземля. В этом году около звезды Глизе 677 было обнаружено шесть или даже семь планет, и от трех до пяти из них являются сверхземлями в зоне обитания звезды класса М. Этот карлик очень тусклый, так что год на этих планетах длится 20-50 дней. Это пока лучший набор потенциально обитаемых планет.
Близость к звезде, правда, создает определенные проблемы. Находящиеся слишком близко к звезде планеты захватываются приливными силами и оказываются постоянно обращенными одной стороной к звезде. Обитаемость таких планет теоретически возможна, однако из-за отсутствия примера оценка условий обитаемости захваченного приливными силами мирами представляет серьезную проблему. Если определение размера зоны обитания вокруг звезды не представляет проблемы, оценка других факторов, влияющих на возможности жизни, намного труднее. Например, еще долго нельзя будет определить, наблюдается ли на планете тектоническая активность, тогда как этот фактор оказывает влияние на количество углекислого газа и воды в атмосфере. История планеты может оказать решающее влияние на этот и другие факторы. Для этого нужно высадиться на планете и изучать отложения. Это будет невозможно еще дольше, так что сейчас можно полагаться только на теоретические модели и наблюдение планет разного возраста, которые могут верифицировать эти модели.
Главная проблема с созданием и проверкой моделей заключается в том, что Солнечная система, будучи самой изученной, не похожа на большую часть открываемых планетарных систем. В них планеты очень часто имеют короткие орбитальные периоды и даже газовые гиганты занимают такие близкие к звезде позиции. Однако поблизости от гиганта небольшим планетам не место, так что миграции газовых гигантов, влияющие на судьбу небольших планет – важный вопрос астробиологии.