Земля — не уникальна: Кеплер насчитал 300 миллионов планет, похожих на нашу

Десятилетиями астрономы предполагали, что Земля — редчайшее исключение, счастливая случайность в бескрайней Вселенной. Но анализ данных миссии NASA Kepler показал обратное. В одной только галактике Млечный Путь насчитывается как минимум 300 миллионов каменистых планет в обитаемых зонах солнцеподобных звёзд. И это нижняя, самая консервативная оценка.

Космический телескоп Кеплер не фотографировал эти планеты напрямую. Он наблюдал узкое поле звёзд и фиксировал крошечные затемнения, когда планета проходила между своей звездой и телескопом. Это транзитный метод — единственный, доступный на сегодняшний день для массового поиска экзопланет. Земной аналог, если смотреть на него из другой точки галактики, имеет менее одного процента шансов пройти прямо перед своей звездой. Поэтому Кеплер видел лишь малую часть того, что существует. Но на основе этой малой части астрономы смогли восстановить картину целиком.

Итоговый каталог миссии, известный как Data Release 25, стал основой для одного из самых полных статистических анализов в истории астрономии. Стив Брайсон из Исследовательского центра NASA Эймс и международная команда учёных объединили данные Кеплера с уточнёнными измерениями звёзд от миссии Gaia Европейского космического агентства. Они смоделировали, как часто встречаются малые планеты в зависимости от их радиуса, энергии, получаемой от звезды, и температуры звезды. Поправки на полноту обнаружения и надёжность каталога позволили команде вычислить, сколько планет Кеплер пропустил.

Исследование определяло землеподобный диапазон размеров от 0,5 до 1,5 радиуса Земли. Оно рассматривало звёзды главной последовательности с температурами от 4800 до 6300 кельвинов — это более холодные оранжевые карлики, звёзды типа Солнца и несколько более горячие звёзды. Для планет в консервативно определённой обитаемой зоне средняя частота встречаемости составила от 0,37 до 0,60 планет на звезду. Центральная оценка: примерно каждая вторая солнцеподобная звезда может иметь такую планету.

NASA намеренно использовало нижний предел. Минимальная частота встречаемости в 7 процентов была применена к оценке примерно в четыре миллиарда солнцеподобных звёзд в Млечном Пути. Семь процентов от четырёх миллиардов — это 280 миллионов, что агентство округлило до как минимум 300 миллионов потенциально обитаемых миров. Слово «как минимум» здесь означает, что реальное число может быть значительно выше — вплоть до нескольких миллиардов.

Однако обитаемая зона — это не гарантия жизни. Это диапазон орбит, на которых вода на поверхности планеты могла бы существовать в жидком виде при наличии подходящей атмосферы. Планета может находиться в этой зоне и не иметь атмосферы. Другая может иметь плотную парниковую атмосферу, как Венера, или быть безводной пустыней. Размер также не даёт полной картины: планеты меньше 1,5 радиуса Земли с большей вероятностью каменистые, но радиус сам по себе не позволяет определить массу или состав.

Несмотря на эти ограничения, вывод остаётся неизменным: Земля не уникальна. Базовые астрономические условия, которые сделали возможным существование нашей планеты — её размер, орбита и тип звезды — могут повторяться по всей галактике. По оценкам учёных, ближайшая каменистая планета в обитаемой зоне вокруг солнцеподобной звезды должна находиться примерно в 20 световых годах от нас. В пределах 33 световых лет может существовать около четырёх таких миров.

Эти цифры меняют стратегию поиска жизни. Миссия Кеплер не ответила на вопрос, есть ли жизнь на этих планетах. Но она дала понять: если она есть, то искать есть где. Будущие телескопы — Джеймс Уэбб, а затем обсерватория имени Нэнси Грейс Роман и проекты следующего поколения — будут нацелены не на одну редкую Землю, а на сотни миллионов возможных миров. Вопрос теперь не в том, существуют ли другие планеты, похожие на нашу. Они существуют. Вопрос в том, что скрывается под их облаками. И ответ на него может оказаться ближе, чем мы думали.