Відстань до проксиму центавру у світлових роках. Проксима Центавра b - землеподібна екзопланета у найближчої до Сонця зірки Проксима Центавра

> > Скільки займе подорож до найближчої зірки?

Дізнайтесь, як довго летіти до найближчої зірки: найближча зірка до Землі після Сонця, відстань до Проксима Центавра, опис запусків, нові технології.

Сучасне людство витрачає зусилля освоєння рідної Сонячної системи. Але чи зможемо ми вирушити на розвідку до сусідньої зірки? І скільки часу займе подорож до найближчої зірки? На це можна відповісти дуже просто або заглибитися в область наукової фантастики.

Якщо говорити з позиції сьогоднішніх технологій, то реальні цифри злякають ентузіастів та мрійників. Давайте не забуватимемо, що космічні дистанції неймовірно величезні, а наші ресурси все ще обмежені.

Найближча зірка планети Земля – . Це середній представник основної послідовності. Але довкола нас зосереджено безліч сусідів, тож уже зараз можна створити цілу карту маршрутів. Ось тільки, як довго туди діставатись?

Яка зірка є найближчою

Найближче до Землі розташована зірка Проксима Центавра, тож поки що слід будувати свої розрахунки на основі її характеристик. Входить до складу потрійної системи Альфа Центавра та віддалена від нас на відстань 4.24 світлових років. Це ізольований червоний карлик, розташований за 0.13 світлових років від подвійної зірки.

Як тільки спливає тема міжзоряних подорожей, все відразу згадують про швидкість деформації та стрибки в червоточини. Але всі вони або поки що недосяжні, або абсолютно неможливі. На жаль, будь-яку далеку місію піде не одне покоління. Почнемо розбір із найповільніших способів.

Скільки займе подорож до найближчої зірки сьогодні

Легко робити розрахунок на основі вже наявної техніки та в межах нашої системи. Наприклад, місія "Нові Горизонти" використовувала 16 двигунів, що функціонують на гідразиновому монопаливі. Щоб дістатися, потрібно було 8 годин 35 хвилин. А ось місія SMART-1 базувалася на іонних двигунах і добиралася до земного супутника 13 місяців та два тижні.

Отже, ми маємо кілька варіантів транспортного засобу. До того ж можна використовувати або як гігантську гравітаційну рогату. Але якщо ми плануємо відправитися так далеко, потрібно перевірити всі можливі варіанти.

Зараз ми говоримо не тільки про існуючі технології, а й про ті, які в теорії можна створити. Деякі з них уже перевірені на місіях, а інші поки що лише оформлені у вигляді креслень.

Іонна сила

Це найбільш повільний спосіб, проте економічний. Ще кілька десятків років тому іонний двигун вважався фантастичним. Але зараз його використовують у багатьох апаратах. Наприклад, місія SMART-1 з його допомогою дісталася Місяця. У цьому випадку використовувався варіант із сонячними батареями. Таким чином, він витратив лише 82 кг ксенонового палива. Тут ми виграємо за ефективністю, але не в швидкостях.

Вперше іонним двигуном скористалися для Deep Space 1, що летів (1998 рік). Апарат використовував той самий тип двигуна, що і SMART-1, витративши всього 81.5 кг палива. За 20 місяців подорожі йому вдалося розігнатися до 56 000 км/год.

Іонний тип вважається набагато економічнішим, ніж ракетні технології, тому що тяга на одиницю маси вибухової речовини набагато вища. Але на прискорення йде багато часу. Якби їх планували використовувати для поїздки від Землі до Проксима Центавра, то знадобилося б дуже багато ракетного палива. Хоча можна взяти за основу попередні показники. Отже, якщо апарат рухатиметься на швидкості 56000 км/год, то дистанцію в 4.24 світлових років він подолає за 2700 людських поколінь. Отже, навряд чи його використовують для пілотованої польотної місії.

Звичайно, якщо заправити його величезною кількістю палива, можна збільшити швидкість. Але час прибуття все одно займе стандартне людське життя.

Допомога від гравітації

Це популярний метод, оскільки дозволяє використовувати орбіту та планетарну гравітацію, щоб змінити маршрут та швидкість. Їм часто користуються для подорожей до газових гігантів, щоб збільшити швидкість. Вперше це спробував Марінер-10. Він покладався на гравітацію Венери, щоб досягти (лютий 1974). У 80-ті Вояджер-1 використав супутники Сатурна та Юпітера, щоб розігнатися до 60000 км/год та перейти у міжзоряний простір.

Але рекордсменом за швидкістю, здобутою за допомогою сили тяжіння, стала місія Геліос-2, яка вирушила на вивчення міжпланетного середовища в 1976 році.

Через великий ексцентриситет 190-денної орбіти, апарат зміг розігнатися до 240000 км/год. Для цього використовувалася виключно сонячна гравітація.

Що ж, якщо ми відправимо Вояджер-1 на швидкості 60000 км/год, то доведеться чекати 76000 років. Геліос-2 на це пішов би 19000 років. Це швидше, але замало.

Електромагнітний привід

Є ще один спосіб – радіочастотний резонансний двигун (EmDrive), запропонований Роджером Шавіром у 2001 році. Він базується на тому, що електромагнітні мікрохвильові резонатори можуть дозволити перетворити електричну енергію на тягу.

Якщо звичайні електромагнітні двигуни призначені для рухів конкретного типу маси, цей не використовує реакційну масу і не виробляє спрямованого випромінювання. Цей вид зустріли з величезною часткою скептицизму, оскільки порушує закон збереження імпульсу: система імпульсу всередині системи залишається постійної і змінюється лише під впливом сили.

Але недавні експерименти потихеньку переманюють до себе прихильників. У квітні 2015 року дослідники заявили, що успішно протестували диск у вакуумі (означає, може функціонувати у космосі). У липні вони вже збудували свою версію двигуна і виявили помітну тягу.

У 2010 році за серію статей взялася Хуан Ян. Вона закінчила фінальною роботою в 2012 році, де повідомила про більш високу вхідну потужність (2.5 кВт) та випробувані умови тяги (720 мН). У 2014 році вона також додала деякі подробиці щодо використання внутрішніх температурних змін, що підтвердили працездатність системи.

Якщо вірити розрахункам, апарат з таким двигуном може долетіти до Плутона за 18 місяців. Це важливі результати, адже відображають 1/6 часу, який витратив Нові Горизонти. Звучить непогано, але навіть у цьому випадку для подорожі до Проксима Центавра доведеться витратити 13 000 років. Тим більше, що ми все ще не маємо 100% впевненості в її ефективності, тому немає сенсу сідати за розробку.

Ядерне теплове та електрообладнання

Вже кілька десятків років НАСА досліджує ядерні двигуни. У реакторах використовують уран чи дейтерій, щоб нагріти рідкий водень, трансформуючи їх у іонізований водневий газ (плазма). Потім його відправляють через сопло ракети для формування тяги.

Ракетно-ядерна електростанція вміщує той самий вихідний реактор, який трансформує тепло та енергію в електричну енергію. В обох випадках ракета розраховує на ядерне розщеплення або злиття, щоб генерувати рухові установки.

Якщо порівнювати з хімічними двигунами, то отримуємо низку переваг. Почнемо з необмеженої густини енергії. Крім того, гарантується висока тяга. Це знизило б рівень споживання палива, а отже, зменшило б масу запуску та вартість місій.

Поки що не було ще жодного запущеного ядерно-теплового двигуна. Але є безліч концепцій. Вони починаються з традиційних твердих конструкцій до заснованих на рідкому чи газовому ядрі. Незважаючи на всі ці переваги, найбільш складна концепція досягає максимального питомого імпульсу 5000 секунд. Якщо використовувати подібний двигун для поїздки, коли планета знаходиться в 55000000 км (позиція «протистояння»), то на це піде 90 днів.

Але, якщо ми направимо його до Проксима Центавра, то знадобляться сторіччя для розгону, щоб перейти на швидкість світла. Після цього пішло б кілька десятків років на поїздку та ще сторіччя на уповільнення. Загалом термін скорочується до тисячі років. Прекрасно для міжпланетних поїздок, але все ще годиться міжзоряних.

В теорії

Напевно, ви вже зрозуміли, що сучасні технології є досить повільними для подолання таких довгих дистанцій. Якщо ми хочемо виконати подібне за одне покоління, потрібно придумати щось проривне. І якщо червоточини все ще припадають пилом на сторінках фантастичних книг, то ми маємо в своєму розпорядженні кілька реальних ідей.

Ядерний імпульсний рух

Цією ідеєю займався Станіслав Улам ще 1946 року. Проект стартував у 1958 році та тривав до 1963 року під назвою Оріон.

В Оріоні планували використовувати потужність імпульсних ядерних вибухів для створення сильного поштовху з високим питомим імпульсом. Тобто, ми маємо великий космічний корабель з величезним запасом термоядерних боєголовок. Під час скидання ми використовуємо детонаційну хвилю на задньому майданчику («штовхач»). Після кожного вибуху подушка штовхача поглинає силу та переводить тягу в імпульс.

Природно, у світі метод позбавлений витонченості, зате гарантує необхідний імпульс. За попередніми оцінками, в такому випадку можна досягти 5% швидкості світла (5.4 х 10 7 км/год). Але конструкція страждає від недоліків. Почнемо з того, що такий корабель обійдеться дуже дорого, та й важив би він 400000-4000000 тонн. Причому ваги представлено ядерними бомбами (кожна їх досягає 1 метричної тонни).

Загальна вартість запуску зросла на ті часи до 367 мільярдів доларів (на сьогодні – 2.5 трильйони доларів). Є також і проблема із створюваним випромінюванням та ядерними відходами. Вважають, що саме через це проект зупинили 1963 року.

Ядерне злиття

Тут використовують термоядерні реакції, за рахунок яких створюється потяг. Енергія виробляється, коли гранули дейтерію/гелію-3 запалюються в реакційному відсіку через інерційне утримання з використанням електронних променів. Такий реактор детонуватиме 250 гранул на секунду, створюючи високоенергетичну плазму.

У такій розробці економиться паливо та створюється особливий імпульс. Досяжна швидкість - 10600 км (значно швидше за стандартні ракети). Останнім часом цією технологією цікавиться дедалі більше людей.

У 1973-1978 роках. Британське міжпланетне суспільство створило техніко-економічне дослідження – проект «Дедал». Він ґрунтувався на сучасних знаннях технології злиття та наявності двоступінчастого безпілотного зонда, який зміг би дістатися зірки Барнарда (5.9 світлових років) за одне життя.

Перший етап пропрацює 2.05 років та розжене корабель до 7.1% швидкості світла. Потім його скинуть та запуститься двигун, збільшивши швидкість до 12% за 1.8 років. Після цього двигун другого ступеня зупиниться і судно діставатиметься 46 років.

Загалом до зірки корабель дістанеться за 50 років. Якщо направити його до Проксима Центавра, то час скоротиться до 36 років. Але ця технологія зіткнулася з перешкодами. Почнемо з того, що гелій-3 доведеться видобувати на Місяці. А реакція, яка активує рух космічного корабля, вимагає, щоб енергія, що виділяється, перевищувала енергію, яку використовують для запуску. І хоча тестування пройшло добре, у нас все ще немає необхідного виду енергії, який міг би підживити міжзоряний космічний корабель.

Ну і не забуватимемо про гроші. Один запуск ракети вагою 30 мегатонн обходиться НАСА в 5 мільярдів доларів. Так ось проект Дедал важив би 60 000 мегатонн. Крім того, знадобиться новий вид термоядерного реактора, який також не вписується до бюджету.

Прямоточний повітряно-реактивний двигун

Цю ідею запропонував Роберт Буссард у 1960 році. Можна вважати це покращеною формою ядерного злиття. У ньому використовують магнітні поля для стиснення водневого палива на момент активації злиття. Але тут створюється величезна електромагнітна вирва, яка «вириває» водень із міжзоряного середовища та скидає в реактор як паливо.

Корабель набиратиме швидкість, і змусить стиснене магнітне поле досягти процесу термоядерного синтезу. Після цього воно перенаправить енергію у вигляді вихлопних газів через форсунку двигуна і прискорить рух. Без використання іншого палива можна досягти 4% швидкості світла і вирушати в будь-яку точку галактики.

Але ця схема має величезну купу недоліків. Відразу виникає проблема опору. Кораблю необхідно збільшувати швидкість, щоб нагромадити паливо. Але він стикається з величезною кількістю водню, тому може сповільнитись, особливо потрапивши у щільні регіони. До того ж у космосі дуже складно знайти дейтерій та тритій. Натомість цю концепцію часто використовують у фантастиці. Найпопулярніший приклад – «Зоряний Шлях».

Лазерне вітрило

З метою економії вже дуже давно застосовують сонячні вітрила для пересування апаратів за Сонячною системою. Вони легкі та дешеві, до того ж не потребують палива. Вітрило використовує радіаційний тиск від зірок.

Але, щоб використовувати подібну конструкцію для міжзоряної поїздки, необхідно керувати ним сфокусованими енергетичними променями (лазери та мікрохвилі). Тільки так його можна розігнати до позначки близької швидкості світла. Цю концепцію розробив Роберт Форд у 1984 році.

Суть у тому, що всі переваги сонячного вітрила зберігаються. І хоча лазеру знадобиться час на прискорення, але обмеження полягає лише у швидкості світла. Дослідження 2000 року показало, що лазерне вітрило може розганятися до половини швидкості світла і витрачає на це менше 10 років. Якщо розмір вітрила буде 320 км, то він дістанеться точки призначення за 12 років. А якщо його збільшити до 954 км, то за 9 років.

Але для виробництва необхідно використовувати передові композити, щоб уникнути плавлення. Не забувайте, що він повинен досягати величезних розмірів, тому ціна буде великою. До того ж доведеться витратитися на створення потужного лазера, який міг би забезпечити управління на таких великих швидкостях. Лазер споживає постійний струм 17000 теравват. Щоб ви розуміли, це кількість енергії, яку за один день споживає вся планета.

Антиматерія

Це матеріал, представлений античастинками, які досягають тієї ж маси, що і звичайні, але мають протилежний заряд. Такий механізм використовуватиме взаємодію між матерією та антиматерією, щоб згенерувати енергію та створити тягу.

Загалом, у такому двигуні задіяні частинки водню та антиводню. Причому в подібній реакції звільняється стільки енергії, як і в термоядерній бомбі, а також хвиля субатомних частинок, що переміщуються на 1/3 швидкості світла.

Плюс цієї технології в тому, що більшість маси перетворюється на енергію, що дозволить створити більш високу щільність енергії та питомий імпульс. У результаті ми отримаємо найшвидший та економічний космічний корабель. Якщо у звичайної ракети йде тонни хімічного палива, то двигун з антиречовиною витрачає на ті ж дії лише кілька міліграмів. Така технологія стане чудовим варіантом для поїздки на Марс, але її не можна застосувати до іншої зірки, тому що кількість палива зростає в геометричній прогресії (разом із витратами).

Для двоступінчастої ракети з антиречовиною потрібно 900000 тонн палива для 40-річного польоту. Складність у тому, що для видобутку 1 грама антиречовини знадобиться 25 мільйонів мільярдів кіловат-годин енергії та більше трильйона доларів. Зараз ми маємо лише 20 нанограм. Проте таке судно здатне розганятися до половини швидкості світла і долетіти до зірки Проксима Центавра в сузір'ї Центавра за 8 років. Але важить воно 400 Мт і витрачає 170 тонн антиматерії.

Як вирішення проблеми запропонували розробку «Вакуум антиматеріальної ракетної міжзоряної дослідницької системи». Тут можна було б використовувати великі лазери, що створюють частинки антиречовини під час пострілу в порожньому просторі.

Ідея також ґрунтується на використанні палива з простору. Але знову виникає момент дорожнечі. До того ж, людство просто не може створити такої кількості антиматерії. Є також ризик радіації, адже анігіляція речовини-антиречовини може створити вибухи високоенергетичних гамма-променів. Потрібно не лише захистити екіпаж спеціальними екранами, а й обладнати двигуни. Тому засіб поступається практичності.

Бульбашка Алькуб'єрре

1994 року її запропонував мексиканський фізик Мігель Алькуб'єрре. Він хотів створити засіб, який би порушував спеціальну теорію відносності. Він пропонує розтягування тканини простору-часу у хвилі. Теоретично це призведе до того, що дистанція попереду об'єкта скоротиться, а позаду розшириться.

Корабель, що потрапив усередину хвилі, зможе пересуватися за межами релятивістських швидкостей. Сам корабель у «бульбашці деформації» рухатися не буде, тому правила простору-часу не застосовуються.

Якщо говорити про швидкість, то це «швидше за світло», але в тому сенсі, що корабель досягне призначення швидше, ніж промінь світла, що вийшов за межі міхура. Розрахунки показують, що він прибуде до призначення за 4 роки. Якщо міркувати теоретично, це найшвидший метод.

Але ця схема не враховує квантову механіку і технічно анулюється Теорією всього. Розрахунки кількості необхідної енергії також показували, що знадобиться надзвичайно величезна потужність. І це ми ще не торкнулися теми безпеки.

Проте у 2012 році були розмови про те, що цей метод тестується. Вчені стверджували, що збудували інтерферометр, який зможе знайти спотворення у просторі. 2013 року в Лабораторії реактивного руху проводили експеримент в умовах вакууму. У висновку результати видалися непереконливими. Якщо заглибитись, то можна зрозуміти, що ця схема порушує один чи кілька фундаментальних законів природи.

Що ж із цього випливає? Якщо ви сподівалися здійснити вояж на зірку туди й назад, то шанси неймовірно низькі. Але, якби людство зважилося збудувати космічний ковчег і відправити людей у ​​вікову подорож, то все можливо. Звичайно, поки що це лише розмови. Але вчені займалися б подібними технологіями активніше, якби нашій планеті чи системі загрожувала реальна небезпека. Тоді поїздка на іншу зірку була б питанням про виживання.

Поки що ми можемо лише борознити та освоювати простори рідної системи, сподіваючись, що у майбутньому з'явиться новий спосіб, що дозволить реалізувати міжзоряні транзити.

Проксіма Центавра.

Ось класичне питання на засипання. Запитайте друзів, " Яка є найближчою до нас?", а потім дивіться, як вони будуть перераховувати найближчі зірки. Можливо, Сіріус? Альфа щось там? Бетельгейзе? Відповідь очевидна - це; масивна куля плазми, розташована приблизно за 150 мільйонів кілометрів від Землі. Давайте уточнимо питання. Яка зірка найближча до Сонця?

Найближча зірка

Ви, напевно, чули, що - третя за яскравістю зірка в небі на відстані всього 4,37 світлових років. Але Альфа Центавране одиночна зірка, це система із трьох зірок. По-перше, подвійна зірка (бінарна зірка) із загальним центром гравітації та орбітальним періодом 80 років. Альфа Центавра А лише трохи масивніша і яскравіша за Сонце, а Альфа Центавра B трохи менш масивна, ніж Сонце. Також у цій системі присутній третій компонент, тьмяний червоний карлик Проксима Центавра (Proxima Centauri).

Проксима Центавра- це і є найближча зірка до нашого Сонця, розташована на відстані всього 4,24 світлових років.

Проксіма Центавра.

Кратна зіркова система Альфа Центаврарозташована у сузір'ї Центавра, яке видно лише у південній півкулі. На жаль, навіть якщо ви побачите цю систему, ви не зможете розглянути Проксиму Центавра. Ця зірка настільки тьмяна, що вам знадобиться досить потужний телескоп, щоб розглянути її.

Давайте з'ясуємо масштаб того, наскільки далека Проксима Центавравід нас. Подумайте про . рухається зі швидкістю майже 60 000 км/год, найшвидший у . Цей шлях він здолав у 2015 році за 9 років. Мандруючи з такою швидкістю, щоб дістатися до Проксіми Центавра, "Новим Горизонтам" знадобиться 78 000 світлових років.

Проксима Центавра – це найближча зіркапротягом 32 000 світлових років, і вона утримуватиме цей рекорд ще 33 000 років. Вона здійснить свій найближчий підхід до Сонця приблизно через 26700 років, коли відстань від цієї зірки до Землі буде лише 3,11 світлових років. Через 33 000 років найближчою зіркою стане Ross 248.

Що щодо північної півкулі?

Для тих з нас, хто живе у північній півкулі, найближчою видимою зіркою є Зірка Барнардаще один червоний карлик у сузір'ї Змієносця (Ophiuchus). На жаль, як і Проксима Центавра, Зірка Барнарда надто тьмяна, щоб бачити її неозброєним оком.

Зірка Барнард.

Найближча зірка, яку ви зможете побачити неозброєним оком у північній півкулі - це Сіріус (Альфа Великого Пса). Сіріус вдвічі більший за Сонце за розміром і за масою, і найяскравіша зірка в небі. Розташована в 8,6 світлових років від нас у сузір'ї Великого Пса (Canis Major) - це найвідоміша зірка, яка переслідує Оріон на нічному небі взимку.

Як астрономи виміряли відстань до зірок?

Вони використовують метод, що називається . Давайте проведемо невеликий експеримент. Тримайте одну руку витягнутою в довжину і помістіть свій палець так, щоб поряд був якийсь віддалений об'єкт. Тепер почергово відкривайте та закривайте кожне око. Зверніть увагу, здається, що ваш палець стрибає туди і назад, коли ви дивитеся різними очима. Це і є метод паралаксу.

Паралакс.

Щоб виміряти відстань до зірок, ви можете виміряти кут до зірки по відношенню до , коли Земля знаходиться на одному боці орбіти, скажімо влітку, потім через 6 місяців, коли Земля пересунеться на протилежний бік орбіти, а потім виміряти кут до зірки порівняно з яким -небудь віддаленим об'єктом. Якщо зірка близько до нас, цей кут можна буде виміряти та обчислити відстань.

Ви можете дійсно можете виміряти відстань в такий спосіб до найближчих зірокАле цей метод працює тільки до 100"000 світлових років.

20 найближчих зірок

Ось список із 20 найближчих зоряних систем та їх відстань до них у світлових роках. Деякі з них мають кілька зірок, але вони є частиною однієї і тієї ж системи.

За даними NASA, в радіусі 17 світлових років від Сонця існує 45 зірок. У нас налічується понад 200 мільярдів зірок. Деякі з них настільки тьмяні, що майже неможливо виявити. Можливо, з новими технологіями вчені знайдуть зірки ще ближче до нас.

Назва прочитаної вами статті "Найближча зірка до Сонця".

За допомогою телескопів Європейської Південної Обсерваторії (ESO) астрономам вдалося зробити ще одне дивовижне відкриття. Цього разу вони виявили точні докази існування екзопланети, що обертається орбітою навколо найближчої до Землі зірки – Проксима Центавра. Світ, названий Проксима Центавра b (Proxima Centauri b), давно розшукуємо вченими всієї Землі. Тепер, завдяки його відкриттю, встановлено, що період його обігу навколо рідної зірки (рік) становить 11 земних днів, а температура поверхні цієї екзопланети є придатною для можливості знаходження води в рідкому вигляді. Сам по собі цей кам'яний світ трохи більший, ніж Земля і, як і зірка, став найближчим до нас із усіх подібних космічних об'єктів. До того ж, це не просто найближча до Землі екзопланета, це й найближчий світ, придатний для життя.

Проксима Центавра є червоним карликом, а розташована на відстані 4.25 світлових років від нас. Свою назву зірка отримала не просто так – це ще одне підтвердження близькості до Землі, оскільки proxima перекладається з латинської як найближча. Ця зірка розташована в сузір'ї Центавра, а світність її настільки слабка, що її зовсім неможливо помітити неозброєним оком, та до того ж вона знаходиться досить близько до набагато яскравішої пари зірок Центавра AB.

Під час першої половини 2016 Проксима Центавра регулярно досліджувалася за допомогою спектрографа HARPS, встановленого на 3.6-метровому телескопі в Чилі, а також одночасно іншими телескопами з усього світу. Вивчалася зірка в рамках кампанії Pale Red Dot (бліда червона крапка або червона цятка), під час якої вчені з Лондонського університету вивчали коливання зірки, що викликали присутність на її орбіті невстановленої екзопланети. Назва цієї програми є прямим посиланням до знаменитого зображення Землі з далеких рубежів Сонячної Системи. Тоді Карл Саган назвав цей знімок (блакитна плямка). Оскільки Проксима Центавра є червоним карликом, то й назва програми була скоригована.

Оскільки ця тема пошуку екзопланети викликала широкий суспільний інтерес, прогрес вчених у цій роботі з середини січня по квітень 2016 року постійно публічно публікувався на власному веб-сайті програми та через соціальні медіа. Ці звіти супроводжувалися численними статтями, написаними фахівцями з усього світу.

“Перші натяки на можливість існування тут екзопланети ми отримали, але наші дані тоді виявилися непереконливими. З того часу ми наполегливо працювали, щоб покращити наші спостереження за допомогою Європейської Обсерваторії та інших організацій. Так, наприклад, планування цієї кампанії зайняло приблизно два роки”, – Гільєм Англада-Ескуде, керівник дослідницької команди.

Дані кампанії Pale Red Dot в поєднанні з більш ранніми спостереженнями, проведеними в обсерваторіях ESO та інших, показали наявність чіткого сигналу присутності екзопланети. Було дуже точно встановлено, що іноді Проксима Центавра наближається до Землі на швидкості 5 кілометрів на годину, що дорівнює звичайній людській швидкості, а потім віддаляється на тій самій швидкості. Цей регулярний цикл зміни радіальних швидкостей повторюється періодом 11.2 днів. Ретельний аналіз результуючих Доплерівських зміщень вказав на присутність тут планети з масою принаймні в 1.3 рази більше маси Землі на відстані 7 мільйонів кілометрів від Проксіми Центавра, що становить лише 5 відсотків відстані від Землі до Сонця. Загалом, подібне виявлення стало технічно можливим лише в останні 10 років. Але фактично сигнали навіть з меншими амплітудами були виявлені і раніше. Однак зірки не гладкі газові кулі, а Проксима Центавра дуже активна зірка. Тому, точно виявлення Проксима Центавра b стало можливим лише після отримання детального опису того, як зірка змінюється на тимчасових масштабах від хвилин до десятиліть, і контролю її світності світловимірювальними телескопами.

Ми продовжили перевіряти дані, щоб отриманий сигнал не суперечив тому, що ми виявили. Це робилося щодня протягом 60 днів. Після перших десяти днів у нас з'явилася впевненість, що через 20 днів ми зрозуміли, що наш сигнал відповідає очікуванням, а вже через 30 днів усі дані категорично стверджували про відкриття екзопланети Проксима Центавра b, тому ми почали готувати статті щодо цієї події”.

Червоні карлики, такі як Проксима Центавра, є активними зірками і мають у своєму арсеналі багато хитрощів, щоб мати можливість наслідувати присутність екзопланети на їх орбітах. Щоб унеможливити цю похибку, дослідники контролювали зміну яскравості зірки за допомогою телескопа ASH2 в обсерваторії Сан-Педро-де-Атакамі в Чилі та мережі телескопів Las Cumbres Observatory. Інформація про радіальні швидкості, коли світність зірки збільшувалася, була виключена з остаточного аналізу.

Незважаючи на те, що Проксима Центавра b обертається набагато ближче до своєї зірки, ніж Меркурій навколо Сонця, сама Проксима Центавра набагато слабкіша від нашого світила. В результаті цього виявлена ​​екзопланета розташовується точно в області навколо зірки, придатної для життя в тому вигляді, в якому ми її знаємо, а передбачувана температура її поверхні дозволяє бути воді в рідкому вигляді. Незважаючи на таку помірну орбіту, умови існування на її поверхні можуть перебувати під дуже сильним впливом ультрафіолетового випромінювання та рентгенівських спалахів від зірки, які набагато інтенсивніші, ніж ті ефекти, які надає Сонце на Землю.

Фактична можливість цього виду планети підтримувати рідку воду і мати життя, подібне до земного, є питанням інтенсивних, але, головним чином, теоретичних дебатів. Головні аргументи, які говорять проти присутності життя, пов'язані з близькістю до Проксими Центавра. Наприклад, на Проксима Центавра b можуть бути створені такі умови, за яких вона завжди звернена до зірки однією стороною, через що на одній половині вічна ніч, а на другий вічний день. Атмосфера планети могла б також повільно випаруватися або мати більш складну хімію, ніж земна, через сильне ультрафіолетове та рентгенівське випромінювання, особливо протягом першого мільярда років життя зірки. Однак досі жодного аргументу не було доведено остаточно, і навряд чи вони будуть усунуті без прямих наглядів і отримання точних характеристик атмосфери планети.

Дві окремі роботи були присвячені прожитку Проксима Центавра b та її клімату. Встановлено, що сьогодні не можна виключати існування рідкої води на планеті, і в такому випадку вона може бути присутня на поверхні планети тільки в сонячних регіонах, або в області півкулі планети, завжди зверненого до зірки (синхронне обертання), або в тропічному поясі (3: 2 резонансне обертання). Швидкий рух Проксіма Центавра b навколо зірки, сильне випромінювання Проксіми Центавра та історія формування планети зробили клімат на ній зовсім не таким, як на Землі, і малоймовірно, що Проксіма Центавра b взагалі має сезони.

Так чи інакше, це відкриття стане початком масштабних подальших спостережень як з поточними приладами, так і з наступним поколінням гігантських телескопів, таких як Європейський Надзвичайно Великий Телескоп (E-ELT). У наступні роки Проксима Центавра b стане головною метою пошуку життя в іншій точці Всесвіту. Це цілком символічно, оскільки система Альфа Центавра обрана також на меті першої спроби людства переміститися в іншу зоряну систему. Проект Breakthrough Starshot – це науково-дослідний та інженерний проект у рамках програми Breakthrough Initiatives з розробки концепції флоту космічних кораблів, що використовують світлове вітрило під назвою StarChip. Такий тип космічних кораблів буде здатний здійснити подорож до зіркової системи Альфа Центавра, віддаленої на 4,37 світлових років від Землі, зі швидкістю між 20 і 15 відсотків від швидкості світла, що займе від 20 до 30 років відповідно і ще близько 4 років, щоб повідомити Землю про успішне прибуття.

У висновку хочеться відзначити, що багато точних методів пошуку екзопланет ґрунтуються на аналізі її проходження по диску зірки та зоряного світла крізь її атмосферу. В даний час немає жодних доказів того, що Проксима Центавра b проходить диском батьківської зірки, а можливості побачити цю подію нині мізерно слабкі. Проте вчені сподіваються, що у майбутньому ефективність спостережних приладів зросте.

У найближчої до Сонця зірки потенційно мешкає планету. Ймовірно, що у «другий Землі» щільна атмосфера і є океани з рідкою водою. Завадити виникненню та підтриманню життя на Proxima b може сильна ультрафіолетова та рентгенівська радіація материнської зірки – Проксіми Центавра. Дослідження про найперспективнішого кандидата на існування за межами Сонячної системи опубліковано в журналі Nature.

Навколо материнської зірки Proxima b обертається майже круговою орбітою на відстані 0,05 астрономічної одиниці (7,5 мільйона кілометрів). Рік на планеті триває 11,2 діб. Proxima b приблизно в 1,3 рази важче за Землю, а середня температура поверхні близька до нуля градусів Цельсія - це всього на десять градусів нижче, ніж у Землі, і на кілька десятків градусів вище, ніж у Марса.

Відстань від нас до Проксіми Центавра – 4,24 світлового року. Астрономи давно підозрювали, що на її околицях є землеподібна планета. На це вказувало. До того ж, найбільше екзопланет виявлено саме у червоних карликів. Відкриття Proxima b було здійснено за допомогою спостереження доплерівського усунення спектра зірки, зумовленого гравітаційним впливом планети. Робота виконана на двох наукових інструментах Європейської південної обсерваторії - HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) та UVES (Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph).

Хоча Proxima b близько розташована до світила, вона може бути заселеною. Це природою червоних карликів. Температура поверхні Проксіми Центавра більш ніж у два рази (майже на три тисячі кельвінів), маса – у десять разів, а світність – на чотири порядки менше, ніж у Сонця. Така комбінація параметрів означає, що землеподібна планета повинна бути набагато ближче до зірки, ніж Земля до Сонця.

У зону проживання поблизу Сонця потрапляють Венера, Земля і Марс. Розрахований для Проксими Центавра інтервал проживання припадає на відстані від 0,04 до 0,08 астрономічної одиниці від червоного карлика. Небесне тіло при цьому має робити повний оберт навколо світила за 9,1-24,5 дня. Proxima b відповідає цим критеріям, отже, на ній може бути рідка вода і, ймовірно, існують придатні для життя умови. Ці параметри разом із відносною близькістю до Землі зробили б Proxima b найпривабливішим кандидатом на проживання поза межами Сонячної системи, якби не одна обставина.

Зображення: ESO/M. Kornmesser/G. Coleman

Червоні карлики – одні з найактивніших зірок у Всесвіті. Рентгенівський спалах, що генерується Проксимою Центавра, приблизно в 400 разів сильніший за найінтенсивніший сонячний спалах. Дані щодо впливу такого випромінювання на виникнення та підтримання життя суперечливі. В одних роботах повідомляється, що разові сонячні спалахи запустити ланцюжок хімічних реакцій з утворенням сполук, без яких життя на Землі було б неможливим. В інших, що суперспалахи призводять до втрат атмосфери.

В результаті найпотужніших спалахів на Сонці в навколишній простір за кілька хвилин йде до трильйона мегатонн у тротиловому еквіваленті. Це приблизно п'ята частина енергії, яку випромінює Сонце за одну секунду, і вся енергія, яку виробить людина за мільйон років (за умови її виробництва сучасними темпами). Суперспалахи відбуваються, як правило, на великих зірках спектральних класів F8-G8 - масивних аналогів Сонця (що відноситься до класу G2). Ці світила зазвичай не швидко обертаються навколо своєї осі і можуть бути у складі тісної подвійної системи. Потужність суперспалахів перевищує типові сонячні спалахи в десятки тисяч разів, проте вчені мають можливість такого катаклізму і на Сонці.

Крім того, найімовірніше Proxima b знаходиться у приливному захопленні з Проксимою Центавра, тобто повернена до неї завжди однією стороною. Це означає, що половина небесного тіла розігріта до високих температур, іншу - завжди холодна. Однак це не таке страшне для можливого життя. У щільній атмосфері можливі конвективні потоки, і в прикордонних між холодними та гарячими регіонами областях можуть встановити цілком комфортні температури. Така велика планета, найімовірніше, виникла більшому віддаленні світила і з часом мігрувала до нього ближче. На прикладі Сонячної системи відомо, що таких небесних тілах досить багато води.

Якщо в Proxima b, як і в Землі, є власне магнітне поле, вплив радіації на планету може виявитися не таким сильним. У будь-якому разі сучасними методами безпосередньо виявити у екзопланети власне магнітне поле неможливо. І справа ця не швидка. Ті самі спостереження за червоним карликом здійснювалися на Європейській південній обсерваторії з 2000 до 2014 року. Запідозрили існування Proxima b вперше у 2013 році. Дані остаточно підтвердилися під час спостережень, проведених з 19 січня до 31 березня 2016 року.

Зображення: Y. Beletsky (LCO) / ESO / ESA / NASA / M. Zamani

Проксима Центавра разом із подвійною зіркою альфа Центавра, в якій світила знаходяться на відстані близько 23 астрономічних одиниць один від одного, ймовірно, утворює потрійну систему - найближчу до Сонця. Від подвійної зірки Проксима Центавра віддалено на десять тисяч астрономічних одиниць. Питання чи можна вважати подвійну альфа Центавра та одиночну Проксиму Центавра потрійною системою, дискутується. Але якщо це так, то червоний карлик обертається довкола пари сонцеподібних зірок із періодом понад 500 тисяч років.

Астрофізик Філіп Любін із Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі пропонує відправити туди флот невеликих космічних кораблів із сонячними вітрилами. Розміщена на навколоземній орбіті система лазерів здатна розігнати їх до релятивістських швидкостей. Аналогічну ідею російський бізнесмен Юрій Мільнер та британський фізик-теоретик Стівен Хокінг.

Обидві місії передбачаються прогоновими - висока швидкість космічних кораблів не дозволить їм загальмувати зіркову систему. Проблеми носять не науковий, а інженерний характер, і пов'язані переважно з ціною. Проект Любіна, наприклад, вимагає розгортання на навколоземній орбіті угруповання приблизно в сто разів важчим за МКС. Щоб мініатюрний рукотворний зонд досяг альфи Центаври за 15 років і надіслав на Землю кілька фотографій, знадобляться десятки трильйонів доларів. Сучасному космічному кораблю це вдалося зробити набагато дешевше, але це знадобилося б 70 тисяч років.