Суперземли встречаются чаще и более пригодны для жизни, чем Земля. Астрономы находят все больше таких планет.

В настоящее время астрономы регулярно обнаруживают планеты, вращающиеся вокруг звезд за пределами Солнечной системы - их называют экзопланетами. Этим летом 2022 года команды, работающие на спутнике НАСА Transiting Exoplanet Survey Satellite, обнаружили несколько особенно интересных планет, вращающихся в пригодных для жизни зонах своих родительских звезд. Одна планета на 30% больше Земли и обращается вокруг своей звезды менее чем за три дня. Другая планета на 70% больше Земли и может иметь глубокий океан. Эти две экзопланеты являются суперземлями - более массивными, чем Земля, но меньшими, чем ледяные гиганты, такие как Уран и Нептун.

Земля до сих пор остается единственным местом во Вселенной, где, по мнению ученых, может существовать жизнь. Казалось бы, логично сосредоточить поиски жизни на клонах Земли - планетах со свойствами, близкими к земным. Но исследования показали, что наибольший шанс найти жизнь на другой планете у астрономов, скорее всего, будет на суперземле, подобной тем, которые были обнаружены недавно.

„Мы сможем найти жизнь за пределами Солнечной системы через 25 лет“, - говорят исследователи.

Большинство суперземель вращаются вокруг холодных карликовых звезд, которые имеют меньшую массу и живут гораздо дольше Солнца. На каждую звезду типа Солнца приходятся сотни холодных карликовых звезд, и ученые обнаружили суперземли на орбитах 40% холодных карликовых звезд, которые они рассматривали. Используя это число, астрономы подсчитали, что только в Млечном Пути существуют десятки миллиардов суперземель в пригодных для жизни зонах, где может существовать жидкая вода. Поскольку вся жизнь на Земле использует воду, считается, что вода имеет решающее значение для обитаемости.

Согласно текущим прогнозам, около трети всех экзопланет являются суперземлями, что делает их самым распространенным типом экзопланет в Млечном Пути. Ближайшая из них находится всего в 6 световых годах от Земли. Можно даже сказать, что наша Солнечная система необычна, поскольку в ней нет планеты с массой между Землей и Нептуном.

Еще одна причина, по которой суперземли являются идеальными объектами для поиска жизни, заключается в том, что их гораздо легче обнаружить и изучить, чем планеты размером с Землю. Для обнаружения экзопланет астрономы используют два метода. Один ищет гравитационное воздействие планеты на ее родительскую звезду, а другой - кратковременное ослабление света звезды, когда планета проходит перед ней. Оба этих метода обнаружения проще, если планета больше.

Более 300 лет назад немецкий философ Готфрид Вильгельм Лейбниц утверждал, что Земля - «лучший из всех возможных миров». Аргумент Лейбница был призван ответить на вопрос, почему существует зло, но современные астробиологи изучают аналогичный вопрос, задаваясь вопросом, что делает планету пригодной для жизни.

Оказалось, что Земля - не лучший из всех возможных миров. Из-за тектонической активности Земли и изменения яркости Солнца климат со временем менялся от палящей жары до оледенения планетарного масштаба. Земля была непригодна для жизни людей и других крупных существ на протяжении большей части своей 4,5-миллиардной истории. Моделирование показывает, что длительная обитаемость Земли не была неизбежной, а была делом случая. Людям буквально повезло, что они живы.

Исследователи составили список признаков, которые делают планету очень благоприятной для жизни. Более крупные планеты, скорее всего, будут геологически активными, что, по мнению ученых, будет способствовать биологической эволюции. Таким образом, наиболее пригодная для жизни планета должна иметь массу примерно в два раза превышающую массу Земли и  на 20-30% больше по объему. Кроме того, океаны на ней должны быть достаточно мелкими, чтобы свет мог стимулировать жизнь на всем пути до морского дна, а средняя температура составляла бы 25 градусов по Цельсию. Атмосфера должна быть более плотная, чем у Земли, которая выполняла бы роль изолирующего одеяла. Наконец, такая планета должна вращаться вокруг звезды старше Солнца, что позволит жизни развиваться дольше, и у нее должно быть сильное магнитное поле, защищающее от космической радиации. Ученые считают, что эти качества в совокупности сделают планету суперпригодной для жизни.

По определению, суперземли обладают многими признаками суперпригодной для жизни планеты. На сегодняшний день астрономы обнаружили два десятка суперземель - экзопланет, которые если и не являются лучшими из всех возможных миров, то теоретически более пригодны для жизни, чем Земля.

Недавно к списку пригодных для жизни планет добавилась еще одна интересная новость. Астрономы начали открывать экзопланеты, выброшенные из своих звездных систем, и их могут быть миллиарды, блуждающие по Млечному Пути. Если суперземля выброшена из своей звездной системы и имеет плотную атмосферу и водную поверхность, она может поддерживать жизнь в течение десятков миллиардов лет, гораздо дольше, чем жизнь на Земле может сохраняться до гибели Солнца.
Чтобы обнаружить жизнь на далеких экзопланетах, астрономы будут искать биосигнатуры - побочные продукты биологии, которые можно обнаружить в атмосфере планеты.

Космический телескоп НАСА Джеймс Уэбб был разработан до того, как астрономы открыли экзопланеты, поэтому телескоп не оптимизирован для исследования экзопланет. Однако он способен проводить некоторые из этих научных исследований, и в первый год работы планируется обнаружить две потенциально пригодные для жизни суперземли. Другой набор суперземель с огромными океанами, обнаруженных за последние несколько лет, а также планеты, открытые этим летом, также являются привлекательными целями для Джеймса Уэбба.

Но наибольшие шансы найти признаки жизни в атмосферах экзопланет будут у следующего поколения гигантских наземных телескопов: 39-метрового Чрезвычайно большого телескопа, Тридцатиметрового телескопа и 25,4-метрового Гигантского Магелланова телескопа. Все эти телескопы находятся в стадии строительства и должны начать сбор данных к концу десятилетия.
Астрономы знают, что если даже имеются все ингредиенты для жизни, то это не означает  - обитаемая. Пока исследователи не найдут доказательств существования жизни в других местах, возможно, что жизнь на Земле действительно лишь уникальная случайность. Хотя существует множество причин, по которым пригодный для жизни мир не будет иметь признаков жизни, если в ближайшие годы астрономы посмотрят на эти суперземли, пригодные для жизни, и ничего не найдут, человечество может быть вынуждено сделать вывод, что Вселенная - одинокое место.