Людству відомо кілька тисяч екзопланет. Проте значна їхня кількість абсолютно непридатна не тільки для того, аби там оселитися, але й щоб просто на них висадитися. Крім того, більшість із них розташована так далеко від нас, що потрапити туди, якщо якось не обійти теорію відносності, не вдасться і за тисячі років польоту. Проте ми все ж знайшли шість світів, які заслуговують на те, аби колись на них висадитися.
Екзопланети навколо нас
Станом на жовтень 2024 року вчені підтвердили існування 5765 планет у 4304 зоряних системах. Ще більша їхня кількість досі чекає на підтвердження. Їх може видатися неймовірно багато, проте одразу ж виникає питання: а чи є серед них така, на яку можна полетіти й жити там, як на Землі.
Станом на сьогодні наука не знає жодного небесного тіла, про яке з упевненістю можна сказати, що воно схоже на Землю настільки, що там можна перебувати без скафандра. Але при цьому є чимала кількість планет, де можуть бути умови, принаймні порівнювані з тими, до яких звикли ми.
Такий стан речей пояснюється тим, що значна частина відкритих екзопланет — газові й крижані гіганти, на яких повністю відсутня тверда поверхня. Ще якась кількість землеподібних планет розташована близько до своєї зорі й має розплавлену поверхню або настільки гарячу атмосферу, що жоден матеріал в ній не витримав би тривалого перебування.
Лишається певна кількість світів з умовами від безатмосферного гарячого Меркурія до крижаних планет, подібних до Плутона. Теоретично тільки на них можна перебувати тривалий час. Якщо ми хочемо висадитися десь, де в небі світить чужа зоря, то треба рахувати тільки їх.
Але й це ще не все. Чимало з цих планет розташовані на відстані у десятки, сотні, а то й тисячі світлових років від нас. Теорія відносності забороняє чому завгодно рухатися швидше, ніж фотони, та й наблизитися до доступних їм 300 тис. км/с вкрай важко. Адже при наближенні до цієї величини витрати енергії на прискорення 1 кг маси зростають експоненційно і в якийсь момент стають близькими до нескінченності.
Звичайно, завжди можна пофантазувати про надсвітлові подорожі, які б дозволили досягнути найвіддаленіших зір за прийнятні з погляду людського життя часові проміжки. Проте завжди треба пам’ятати, що в межах сучасної фізики це саме фантазії; вона не забороняє їхнє існування, але й не може стверджувати, що вони точно колись можуть реалізуватися.
Наскільки швидко може летіти космічний корабель
Тож коло екзопланет, які варто розглядати як мету міжзоряної подорожі, визначається відповіддю на питання про швидкість, якої корабель із людьми дійсно може досягти. Воно трошки спекулятивне з урахуванням того, що досі жоден космічний апарат не вдавалося розігнати до швидкості, більшої за кілька десятків кілометрів за секунду, а з нею нам навіть до найближчих екзопланет треба летіти кілька тисяч років. І, звичайно, в такому випадку не тільки люди, а й наша техніка встигне вийти з ладу і ніхто нікуди не долетить.
Проте фізика не забороняє космічним кораблям літати набагато швидше, ніж зараз. Усе, що нам потрібно — це навчитися ефективніше розганятися і гальмувати. Які при цьому швидкості стають практично досяжними — знову ж точно сказати ніхто не може, але можна, для прикладу, зупинитися на двох варіантах: сота і десята долі швидкості світла, відповідно, 3 тис. і 30 тис. км/с. Виходячи з них, ми можемо подивитися, які вже відомі екзопланети варті того, аби їх відвідати.
Проксима Центавра b
Перший кандидат для відвідування — звичайно ж, найближча до нас планета — Проксима Центавра b. Вона розташована на орбіті червоного карлика, який, своєю чергою, обертається навколо пари Альфа Центавра А та Альфа Центавра В. Якщо корабель летітиме туди зі швидкістю у 1/100 світлової, то дістанеться місця за 424 роки. Якщо ж зі швидкістю у 1/10 світлової — то лише за 42. Люди на борту при цьому можуть перебувати у кріогенній заморозці або ж там може змінитися одне чи кілька поколінь. Обидва варіанти станом на сьогодні є вкрай складними, але немає причин не реалізувати їх.
Коли ж астронавти прибудуть на Проксиму b, то, скоріш за все, побачать планету, досить схожу на Землю. Її маса лише на 7% більша, ніж у Землі. Радіус досі невідомий, але він не може переважати земний на 40%. Якщо припустити, що густина цієї планети така сама, як у Землі, то сила тяжіння на поверхні буде на 5% вищою, ніж та, до якої ми звикли.
Проксима Центавра b — холодна планета. Вона отримує від своєї зорі лише 65% тієї енергії, яку має Земля, внаслідок чого середня температура на її поверхні має бути -39°C, тобто більша частина її океанів має бути вкрита кригою, але, скоріш за все, зона вільної води там так чи інакше існує.
Проте не це має найбільше впливати на клімат планети. Час її обертання займає 11,18 земної доби й найбільш імовірно, що стільки ж триває і доба. Це називається припливним захопленням, і результатом є те, що планета весь час повернута до своєї зорі одним і тим самим боком.
Точніша відповідь, який вигляд має наша найближча сусідка, неможлива через наше незнання, наскільки потужними насправді є її атмосфера та гідросфера і чи справді її день та рік співвідносяться як 1:1. Моделювання численних комбінацій цих факторів дають діапазон можливих портретів планети від промерзлого непридатного для життя каменю до трохи прохолодного і достатньо екстремального океанічного світу.
Барнард b
Друга екзопланета, варта того, аби до неї летіти, — Зоря Барнарда b. Вона обертається навколо старого червоного карлика у сузір’ї Змієносця. Це світило настільки тьмяне, що побачити його неозброєним оком неможливо. Зі швидкістю у 1/100 від світлової космічний корабель летітиме туди 596 років, зі швидкістю 1/10 — майже 60 років.
Про саму планету нам відомо не так вже й багато. Її маса становить 37% від земної, а період обертання — близько трьох діб. Виходячи з цих параметрів можна припустити, що Барнард b — позбавлений життя світ із тонкою або зовсім відсутньою атмосферою, схожий на Марс чи Меркурій.
Майже напевно планета є припливно захопленою. Тож, скоріше за все, її денний бік є настільки розжареним, що перебувати на ньому навіть у скафандрі можна лише дуже обмежений час. А ось на нічному боці цілком можна будувати базу. Звичайно, життя там буде дуже далеким від земних стандартів, але все ж це дійсно екзопланета, до якої можна долетіти й прогулятися поверхнею. Цілком можливо, що вона не одна в системі й там насправді є кращі місця для життя.
Росс 128 b
Ще одна планета, що обертається навколо близького, але невидимого неозброєним оком червоного карлика, — Росс 128 b. Летіти до неї зі швидкістю у 1/100 від світлової доведеться 1100 років. Зі швидкістю у 1/10 світлової — 110 років.
Сама планета на 40% важча за Землю і має на 60% більший радіус. Завдяки меншій, ніж у Землі, густині сила тяжіння тут лише на 12% переважає звичну нам. Існує кілька оцінок температури на планеті залежно від її альбедо. Вони тримаються у діапазоні від -60 до +21°C. Тобто планета повинна мати порівнювану із Землею температуру.
При цьому вона, як і всі попередні, з високою долею ймовірності має бути припливно захопленою, тобто весь час повернутою до зорі одним і тим самим боком. Однак якщо вона має потужні атмосферу та гідросферу (а саме на це натякає її низька густина), то це може не становити багатьох проблем. Крім того, ексцентриситет 0,21 означає надію на те, що зміна дня та ночі на ній все ж відбувається хоча б на певній території через лібрацію.
З іншого боку, велика кількість води також може означати те, що вона повністю вкрита океаном, який біля полюсів вкритий крижаними шапками. Тож цілком можливо, що походити там вдасться хіба що морським дном. Міста, якщо люди спробують там оселитися, доведеться будувати підводні чи плавучі.
GJ 1061 с та d
Наступними кандидатами на організацію міжзоряного польоту до них є дві планети, розташовані в системі GJ 1061. За швидкості 1/100 світлової подорож до неї займе 1198 років. При 1/10 — лише 120.
У системі відкрито три суперземлі, але планета b розташована занадто близько до зорі й за «гостинністю» має нагадувати Венеру. Планета c робить один оберт за 6,7 земної доби, причому, оскільки вона з високою ймовірністю є припливно захопленою, доба на ній триває стільки ж.
Якщо планета має таку ж атмосферу, як і Земля, то середня температура на ній становить 35°C. Тобто клімат трохи спекотніший за земний. Однак з огляду на те, що вона принаймні на 75% масивніша за неї, газова оболонка має бути щільнішою, а парниковий ефект — відчутнішим, тож навіть за наявності кисневої атмосфери перебувати там без скафандра буде неможливо.
Яка на цій планеті сила тяжіння, сказати важко, оскільки ми не маємо відомостей про її радіус. Можна сказати лише те, що чим «пухкішою» вона є і чим більше там води та інших легких матеріалів, тим більше ймовірність того, що гравітація там буде близькою до земної.
Планета GJ 1061 d розташована ще далі від червоного карлика. Вона здійснює один оберт навколо нього за 13 земних діб, при цьому орбіта її відчутно витягнута, її ексцентриситет може сягати 0,53. Через це найімовірніше, що співвідношення довжини дня та року на ній становить не 1:1, а 3:2. Як наслідок, зміна дня і ночі на ній все ж має відбуватися.
GJ 1061 d на 64 % масивніша за Землю. Її радіусу ми теж не знаємо, тому про силу тяжіння нічого сказати не можемо. А от тепла від зорі вона має отримувати на 40% менше за нашу планету. Якщо вона має таку ж атмосферу, як і наш світ, то середня температура на ній становить -10°C, тобто цей світ є відчутно холоднішим за наш. Але цілком ймовірно, що парниковий ефект там сильніший і планета має достатньо близькі до земних умови.
Лейтен b
Зоря Лейтена (GJ 273) — ще один крихітний червоний карлик, цього разу у сузір’ї Малого Пса. Зі швидкістю 1/100 світлової летіти до нього 1235 років, зі швидкістю 1/10 — 124 роки. Станом на зараз визнано існування двох планет, що обертаються навколо нього. Ще дві лишаються непідтвердженими.
Лейтен b — друга за відстанню до зорі планета системи. Вона здійснює один оберт навколо червоного карлика за 18,64 доби. Цей світ отримує від свого сонця на 20% більше енергії, ніж Земля. Однак через те, що ми не знаємо, яке альбедо вона має, середня температура на поверхні може бути як вище, так і нижче за земну.
Питання про те, що собою насправді являють суперземлі, суттєво масивніші за нашу планету, взагалі лишається відкритим. Є припущення, що вони повинні мати дуже потужні атмосфери та гідросфери, тож, цілком можливо, що поверхня Лейтена b являє собою суцільний багатокілометровий океан, над яким небо вічно закрите хмарами.
