Колко земеподобни планети има в Млечния път? Анализ на мисията Kepler, Kepler-452b и математическата теза на Франк Дрейк.

„Уравнението на Дрейк е начин да организираме своето невежество.“

Този кратък, но знаменит цитат на американския астроном и астрофизик Франк Дрейк често се използва като мото на съвременната астробиология. Той напомня, че науката не започва с отговори, а с добре формулирани въпроси. Един от тези въпроси е – колко „Земи“ има във Вселената?

Математическата теза на Дрейк

През 1961 г. Франк Дрейк формулира прочутото Drake equation, което изчислява вероятния брой технологично развити цивилизации в нашата галактика. Това е една теория на вероятностите. Уравнението не дава конкретно число, а структурира факторите: скорост на образуване на звезди, процент звезди с планетни системи, брой планети в обитаемата зона, вероятност за възникване на живот, вероятност за развитие на интелигентност, продължителност на технологична цивилизация, Дълго време много от тези параметри бяха чиста спекулация. Но в края на XX и началото на XXI век астрономията направи огромен скок.

Drake equation

N = R x fp x ne x fl x fi x fc x fL

R – броят звезди в нашата галактика;

fp – каква част от звездите имат планетни системи (оценките са от 20% до 80%);

ne – среден брой планети за всяка звезда с планетна система, на които може да започне живот (оценките са от 0,5 до 6);

fl – на каква част от предходните планети ще протече еволюция (оценките са повече от 0% и по-малко или равно на 100%);

fi – на каква част от предходните планети животът ще еволюира до цивилизация (оценките са повече от 0% и по-малко или равно на 100%);

fc – на каква част от предходните планети, цивилизацията ще достигне развитие до ниво радиокомуникация (оценките са от 5% до 25%);

fL – каква част от цялото време за съществуване на планетата, радиокомуникационна цивилизация ще оцелее

Мисията Keплер – нова ера

През 2009 г. NASA изстрелва космическия телескоп Keплер, чиято цел е да открива екзопланети чрез транзитния метод (наблюдение на затъмняване на звезда от преминаваща планета). Резултатът е над 2600 потвърдени екзопланети, хиляди кандидат-обекти и доказателство, че планетните системи са често явление Това драматично промени един от ключовите параметри в уравнението на Дрейк — честотата на планети около звезди. През 2015 г. NASA обяви откриването на Kepler-452b, наречена от медиите „Earth 2“ (Земя 2). Причините – тя обикаля около звезда, подобна на Слънцето, намира се в т.нар. обитаема зона, а радиусът ѝ е около 1,6 пъти този на Земята Но тук започва научният спор.

Научният спор: колко „земеподобна“ е всъщност?

Позиция 1: Потенциално обитаема

Поддръжниците на оптимистичната интерпретация твърдят, че тя се намира на подходящо разстояние от своята звезда, вероятно има скалиста структура и може да задържа атмосфера. Това прави Kepler-452b силен кандидат за обитаем свят.

Позиция 2: Терминът „Земя 2“ е подвеждащ

Критиците отбелязват, че масата ѝ не е точно измерена, може да е „супер-Земя“ с плътна атмосфера. Звездата ѝ е по-стара и по-ярка от Слънцето и вероятно планетата е подложена на силен парников ефект Освен това тя се намира на около 1400 светлинни години от Земята — което прави директното изследване невъзможно с настоящите технологии.

По-големият въпрос: колко са земеподобните планети?

Статистически анализи на данните от Kepler показват, че около 20–25% от звездите тип G (като Слънцето) могат да имат планета в обитаемата зона. В галактиката Млечен път може да има милиарди скалисти планети. Това значително променя оценките в уравнението на Дрейк — поне за първите няколко параметъра.

Философският спор

Дори ако земеподобните планети са често срещани, остават въпроси –  Колко от тях развиват живот? Колко стигат до разум? Колко оцеляват достатъчно дълго? Тук уравнението на Дрейк преминава от астрономия към биология, еволюция и социология. Откритията на мисията Kepler не доказаха съществуването на „втора Земя“. Но те доказаха нещо по-важно – планетите като нашата не са изключение. И както самият Франк Дрейк отбелязва, неговото уравнение не е машина за точни числа, а инструмент за мислене — начин да организираме своето незнание. Днес науката знае много повече за звездите и планетите. Но най-големият параметър в уравнението — животът — остава загадка. А именно там продължава и най-големият научен спор.