Onlangs verspreidden de media het nieuws: Petersburgse astronomen ontdekten een planeet die vloeibaar water zou kunnen bevatten, wat leven betekent. Terwijl kranten en persbureaus de sensatie vermenigvuldigden, zuchtte het Pulkovo-observatorium alleen maar: de journalisten hebben het allemaal door elkaar gehaald.
Niet ontdekt, maar berekend, en in dit geval kan er geen sprake zijn van vloeibaar water. Wat de prestaties van onze wetenschappers echter niet wegneemt. Ivan Shevchenko, hoofd van het laboratorium voor dynamica van planeten en kleine lichamen bij het Pulkovo Observatorium, vertelde de verslaggever over hoe nieuwe planeten openen en "sluiten".
Ivan Ivanovich, prikkelt de ontdekking van Petersburgse astronomen tot de verbeelding door het feit dat de nieuwe planeet draait om Alpha Centauri, dat altijd het onderwerp is geweest van speciale aandacht van sciencefictionschrijvers …
Ivan Shevchenko: Ook u spreekt het woord "ontdekking" uit, dat in principe onjuist is. We hebben alleen de baan van de exoplaneet vooraf berekend in het Alpha Centauri-systeem. Het is voorbarig om over een astronomische ontdekking te praten totdat deze door waarnemers wordt ontdekt.
Is een exoplaneet?
Ivan Shevchenko: Een planeet buiten het zonnestelsel. Er zijn al 1822 exoplaneten ontdekt, dus dit is op zich niet zo'n buitengewone gebeurtenis. Maar Alpha Centauri is de ster die het dichtst bij ons staat. Daarom hebben onze berekeningen zoveel aandacht getrokken.
Het is vermeldenswaard dat Alpha Centauri een dubbele ster is. In 2012 kondigde een team van Europese astronomen de ontdekking aan van een planeet rond een van zijn componenten. Maar dit gebeurde op indirecte gronden en tegen de grenzen van de mogelijkheden van de apparatuur waarover ze beschikten. En nu lijkt hun ontdekking niet te worden bevestigd. Het is dus mogelijk dat de planeet die we hebben berekend de enige is in het Alpha Centauri-systeem.
Promotie video:
Wat is er over haar bekend?
Ivan Shevchenko: Het draait om beide componenten van de dubbelster, en niet om één, zoals de vorige, waar ik zojuist over sprak. Met voldoende vertrouwen kan worden gezegd dat de omlooptijd ongeveer 700 aardse jaren is en dat de afstand tot de ster 80 astronomische eenheden is. Ik kan niet spreken over de grootte, maar meestal zijn dergelijke planeten veel groter dan de aarde in diameter.
Ik weet niet waar de informatie in de media vandaan kwam dat deze exoplaneet vloeibaar water zou kunnen hebben. Het is categorisch verkeerd. Ze is uit de zone van het leven. Stel je voor: de planeet is 80 keer verder van Alpha Centauri verwijderd dan de aarde van de zon. Het is erg ver weg, het niveau van stellaire studie dat op het oppervlak valt, is te laag. Het is mogelijk dat er wel ijs is, maar geen vloeibaar water.
Het is donker, koud en het jaar duurt 700 jaar … Maar kun je er tenminste een vrolijke naam aan geven?
Ivan Shevchenko: Nauwelijks. Feit is dat de toewijzing van namen aan planeten strikt gestandaardiseerd is. In de regel is dit een afgeleide van de naam van de moederster of het ruimtevaartuig waarvan de waarnemingen zijn uitgevoerd, of het project in het kader van de ontdekking. De planeet die we hebben berekend, zal, indien bevestigd, Alpha Centauri ABb worden genoemd, aangezien deze om beide componenten draait - A en B.
In theorie kun je je wens kenbaar maken om de nieuwe planeet de naam van je beste vriend of geliefde vrouw te geven. Maar het zal nog steeds niet worden geaccepteerd in de wereldwetenschap.
Het is net als bij asteroïden. Er zijn nu ongeveer 700.000 van hen open - het lijkt erop dat er een plek is om rond te dwalen. Bovendien krijgen ze vaak echte namen. Dus ooit werd een aanzienlijk deel van de asteroïden ontdekt op het observatorium van de Krim, en velen van hen kregen namen van Sovjet-oorsprong toegewezen. Maar de procedure is zodanig dat de naam van het nieuwe hemellichaam gerechtvaardigd moet zijn, het wordt besproken en goedgekeurd door de commissie van de Internationale Astronomische Unie. Geef je kat alleen een asteroïde als je wetenschappers ervan kunt overtuigen dat ze een grote bijdrage heeft geleverd aan de astronomie.
Ik begrijp dat dit moeilijk is, maar misschien kun je proberen uit te leggen hoe exoplaneten precies worden berekend?
Ivan Shevchenko: Van de bijna tweeduizend bekende exoplaneten zijn er maar een paar ontdekt door directe waarnemingen. De rest wordt op indirecte wijze geopend. Er zijn er veel, maar er kunnen twee belangrijke worden onderscheiden. De eerste is de radiale snelheidsmethode, waarbij de oscillaties van de moederster worden bestudeerd als gevolg van de zwaartekrachtsinvloed van de planeet. De tweede is de methode van transits, dat wil zeggen het observeren van de doorgang van planeten over de schijf van een ster. In de 18e eeuw observeerde de navigator Cook de doorgang van Venus over de zon op een vergelijkbare manier.
Wat betreft "onze" planeet, we gebruikten een volledig nieuwe methode die ontwikkeld was door wetenschappers van het Pulkovo Observatorium. Het is gebaseerd op de analyse van resonerende chaotische dynamica in de zone van een dubbelster. Het is niet duidelijk, toch?.. Over het algemeen suggereert alles dat deze planeet bestaat, en we kunnen zijn locatie met een vrij hoge mate van zekerheid voorspellen.
Hoewel er van alles kan gebeuren. Er bestaat zoiets als "het waarschijnlijkheidsniveau van de ontdekking van een bepaalde planeet". Dezelfde Europeanen die de planeet ontdekten in het Alpha Centauri-systeem, kondigden aan dat de kans op een vals alarm een duizendste is. En ziet u, deze duizendste werkte. Het bestaan van de planeet wordt niet bevestigd.
Hoe het ook zij, het is nu aan de waarnemers.
Hoeveel exoplaneten zijn ontdekt door wetenschappers van het Pulkovo-observatorium?
Ivan Shevchenko: Ik zal je waarschijnlijk teleurstellen. Russische wetenschappers hebben nog helemaal geen enkele exoplaneet ontdekt. Het is mogelijk om te voorspellen, maar voor bevestiging zijn zeer krachtige moderne instrumenten nodig, zoals de astronomische satelliet Kepler van NASA. Met zijn hulp wordt nu het grootste deel van exoplaneten ontdekt. Maar dit is de hoogste technologie en miljarden dollars. Waarnemingen kunnen vanaf de grond worden gedaan met behulp van de radiale snelheidsmethode, maar ook hiervoor kan men niet zonder ultraprecieze spectrografen, die noch in Pulkovo, noch in enig ander Russisch observatorium beschikbaar zijn.
Astronomie kent echter geen geografische grenzen. En als de planeet die we hebben berekend de aandacht trekt van de wetenschappelijke gemeenschap, zal er misschien een internationaal programma worden opgezet om het te ontdekken, dan zal het team van onderzoekers zeker St. Petersburg wetenschappers omvatten.
We openen geen planeten, maar we 'sluiten' ze. Er is zo'n interessant planetenstelsel Gliese-581 in het sterrenbeeld Weegschaal, bestaande uit planeten in een baan om een enkele ster. Een van de eerste exoplaneten die de levenszone binnenkwamen, werd hier ontdekt. Maar een jonge werknemer van het Pulkovo-observatorium, Roman Baluev, bewees met behulp van door hem ontwikkelde geavanceerde gegevensverwerkingsmethoden dat er in feite niet zo'n planeet bestaat. Zijn bevindingen worden wereldwijd erkend.
Het moet gezegd worden dat de "sluiting" van de planeten niet zo'n zeldzaam fenomeen is in de astronomie. Onthoud tenminste Pluto. Zoals u weet, werd het in 2006 verwijderd van de lijst met planeten. Ik nam deel aan de Algemene Vergadering van de Internationale Astronomische Unie in Praag, waar deze beslissing werd genomen, en ik denk dat het volkomen eerlijk is. De discussies waren serieus. Vooral de Amerikanen maakten bezwaar - Pluto werd in 1930 ontdekt door hun landgenoot Clyde Tombaugh.
Maar er moest iets gebeuren, want in de Kuipergordel begonnen planeten zoals Pluto ontdekt te worden, en zelfs groter. Er waren nog twee opties: ofwel het aantal planeten in het zonnestelsel vergroten, ofwel een nieuwe classificatie introduceren. Dus bleven we achter met acht planeten. En Pluto en een aantal andere hemelse planeten gingen een nieuwe klasse van dwergplaneten binnen.
Wat is de dichtstbijzijnde planeet bij ons in de levenszone?
Ivan Shevchenko: Blijkbaar was dit de planeet uit het Gliese-581-systeem, die we 'sloten'. Wat daarna - ik vind het moeilijk om te zeggen. Bovendien zijn deze gegevens onzeker - de meningen van astronomen over elk object verschillen.
De levenszone zelf is niet breed. In het zonnestelsel is bijvoorbeeld alleen de aarde opgenomen. Misschien is er ooit ook Mars binnengekomen, maar alles is aan het veranderen.
Bedenk dat een goede locatie alleen niet genoeg is om leven te laten ontstaan. Er moet een sfeer zijn en vele andere factoren. Bovendien worden allereerst grote planeten zoals onze Jupiter of Saturnus ontdekt. Of er in principe leven kan bestaan op dergelijke gasreuzen is een grote vraag. Algemeen wordt aangenomen dat dit alleen mogelijk is op rotsachtige planeten, zoals de aarde. Aan de andere kant hebben de reuzen rotsachtige satellieten die vloeibaar water kunnen bevatten. Wat is een onmisbare voorwaarde voor het bestaan van leven in de vorm waarin we het kennen.
Dit jaar hebben wetenschappers aangekondigd dat ze de exoplaneet Kepler-186f hebben gevonden, die de neef van de aarde kan worden genoemd. Zuster - omdat het vergelijkbaar is met onze planeet, zowel in gesteente als in grootte (met een fout binnen tien procent), en in wat zich in de levenszone bevindt. Neef, niet inheems - omdat het geen gele dwerg is zoals de zon, maar een rode dwerg - de ster Kepler-186, gelegen in het sterrenbeeld Cygnus, op een afstand van 500 lichtjaar van ons.
Deze ster is half zo groot als de zon en het niveau van zijn lichtstraling is 25 keer lager. Daarom is de circumstellaire zone van het leven veel compacter. De buitengrens is slechts 0,4 astronomische eenheden (dit is de straal van de baan van Mercurius). Dienovereenkomstig is het jaar op de "neef" drie keer minder - 130 aardse dagen. De spectrale samenstelling van de straling die op deze planeet valt, is ook totaal anders. Dit betekent dat er totaal verschillende chemische en biologische processen plaatsvinden. We moeten ons afvragen wat voor leven er kan zijn, of het lijkt op het onze, welke kleur de planten hebben …
Als we het in het algemeen hebben over de ontdekking van exoplaneten, leven we nu in een tijdperk van ontdekkingen, dat kan worden vergeleken met de grote geografische expedities van de 15e - 16e eeuw. Het lijdt geen twijfel dat er na verloop van tijd - misschien zeer binnenkort - zowel "broers en zussen" als "tweelingen" van de aarde in het universum zullen zijn.
Is het mogelijk om op afstand te bepalen of er vloeibaar water op andere planeten is?
Ivan Shevchenko: Met een zekere mate van conventie. Dit zijn dingen die aan de vooravond staan van de mogelijkheid van moderne technologie. Met behulp van krachtige telescopen en speciale methoden is het mogelijk om de lijnen van chemische elementen in de atmosferen van sterren te observeren terwijl planeten door hun schijven gaan en op basis hiervan conclusies te trekken. Maar dit is allemaal behoorlijk onbetrouwbaar. We kunnen de aanwezigheid van water in de vloeibare fase alleen aannemen (ik benadruk - neem aan!) Door de grootte van de baan en door het type ster waar de planeet omheen draait.
Het blijkt dat we nooit zeker zullen weten of er leven is op die planeten die tot de levenszone behoren?
Ivan Shevchenko: Nou, weet je, er zijn theorieën met verschillende betrouwbaarheidsniveaus. Laten we zeggen, de theorie van zwarte gaten, die fundamenteel onmogelijk te observeren is. Maar desalniettemin hebben astronomen vertrouwen in hun aanwezigheid door de krachtige energieprocessen die in hun omgeving worden waargenomen.
Astronomie over het algemeen op afstanden die groter zijn dan de grootte van ons zonnestelsel gaat ervan uit dat er geen experiment is. Alleen observaties en hun interpretatie op basis van bestaande theorieën …
Ivan Ivanovich, zeg me botweg - is er buitenaards leven of niet?
Ivan Shevchenko: In principe zou dat moeten zijn. Het is een andere kwestie of het een redelijk stadium bereikt, hoe lang dit stadium duurt, of de beschaving verder gaat dan zijn planetaire systeem.
Persoonlijk denk ik dat het vormgeven van het leven een natuurlijk proces is. Op onze planeet ontstond het bijna "onmiddellijk" na de vorming van het zonnestelsel en daarna bestond het miljarden jaren, evolueerde, ontwikkelde het zich tot een intelligente vorm. Alleen al het feit hiervan lijkt mij erop te wijzen dat dit een vrij algemeen verschijnsel is. Het is voldoende dat geschikte fysieke omstandigheden worden gereproduceerd.
Er is een interessant concept van de bewoonbare zone van onze Melkweg, geformuleerd door de Australische wetenschapper Charles Lineweaver. Volgens zijn conclusies strekt zo'n ringvormige strook zich uit rond het centrum van de Melkweg, waar men de aanwezigheid van complexe levensvormen kan aannemen. Tegelijkertijd verstreek de piek van de vorming van hiervoor geschikte systemen ongeveer een miljard jaar vóór de opkomst van de zon en de planeten die eromheen draaien. Dit betekent dat de bewoonde aarde een restverschijnsel is. Als we "buitenaardse broers" hebben, dan moeten ze een miljard jaar ouder zijn dan aardbewoners.
Rekening houdend met het feit dat op aarde een intelligente vorm van leven slechts tienduizenden jaren bestaat, zou onze Melkweg nu bewoond moeten worden door beschavingen met een zeer hoog ontwikkelingsniveau. Of ze waren, maar zijn al verdwenen. We zien tenslotte geen broeders in de rede - noch door activiteit in radiobanden, noch door andere indirecte signalen.
Dat wil zeggen, je hebt betrekking op verhalen over UFO's en buitenaardse wezens …
Ivan Shevchenko: sceptisch
