Войти
До научного поиска и изучения внесолнечных планет возможность аргументировалась философией и научной фантастикой. Принцип посредственности предполагает, что планеты, подобные Земле, должны быть обычными в Вселенной, в то время как гипотеза редкой Земли предполагает, что они чрезвычайно редки. Тысячи открытых к настоящему времени экзопланетных звездных систем глубоко отличаются от Солнечной системы, подтверждая гипотезу редкой земли.
. Философы указали, что размер Вселенной таков, что почти идентичная планета должна где-то существовать. В далеком будущем технология может быть использована людьми для искусственного создания аналога Земли путем терраформирования. Теория мультивселенной предполагает, что аналог Земли может существовать в другой вселенной или даже быть другой версией самой Земли в параллельной вселенной.
4 ноября 2013 года астрономы сообщили, что на основании Космическая миссия Кеплера данные о том, что в обитаемых зонах на Солнце может быть до 40 миллиардов размером с Землю планет -подобные звезды и красные карлики в пределах галактики Млечный Путь. Ближайшая такая планета может быть на расстоянии 12 световых лет. В сентябре 2020 года на основе астрофизических параметров астрономы определили 24 претендентов на пригодные для жизни планеты (планеты лучше, чем Земля) из более чем 4000 подтвержденных экзопланет в настоящее время. а также естественная история известных форм жизни на Земле.
. Научные открытия с 1990-х годов сильно повлияли на область астробиологии, модели обитаемости планет и поиск внеземного разума (SETI).
Персиваль Лоуэлл описал Марс как сухую, но похожую на Землю планету, пригодную для проживания внеземная цивилизация 
Песчаные дюны в пустыне Намиб на Земле (вверху) по сравнению с дюнами в Белете на Титане Между 1858 и 1920 годами многие, включая некоторых ученых, считали Марс быть очень похожим на Землю, только суше с плотной атмосферой, аналогичным наклоном оси, орбитой и временами года, а также марсианской цивилизацией, которая построила великие марсианские каналы. Эти теории были выдвинуты Джованни Скиапарелли, Персивалем Лоуэллом и другими. Таким образом, Марс в художественной литературе изображал красную планету похожей на Землю, но с пустынным ландшафтом. Однако изображения и данные космических зондов Mariner (1965) и Viking (1975–1980) показали, что планета представляет собой бесплодный мир, покрытый кратерами. Однако с продолжающимися открытиями другие сравнения Земли остались. Например, Гипотеза Марса и океана возникла в ходе миссий викингов и получила широкое распространение в 1980-х годах. Учитывая возможность наличия воды в прошлом, существовала вероятность того, что жизнь могла начаться на Марсе, и она снова была воспринята как более земная.
Аналогичным образом, до 1960-х годов Венера считалась многими, включая некоторых ученых, более теплой версией Земли с плотной атмосферой, горячей и пыльной или влажной с водяными облаками и В художественной литературе Венера часто изображалась как имеющая сходство с Землей, и многие размышляли о венерианской цивилизации. Эти убеждения были развеяны в 1960-х годах, когда первые космические зонды собрали более точные научные данные о планете и обнаружили, что Венера - очень горячий мир с температурой поверхности около 462 ° C (864 ° F) в кислой атмосфере с поверхностным давлением. 9,2 МПа (1330 фунтов на квадратный дюйм).
С 2004 года Кассини-Гюйгенс начал открывать спутник Сатурна Титан как один из наиболее похожих на Землю миров за пределами жилая зона. Несмотря на кардинально иной химический состав, такие открытия, как подтверждение Титанских озер, рек и речных процессов в 2007 году, продвинули сравнение с Землей. Дальнейшие наблюдения, в том числе погодные явления, помогли понять геологические процессы, которые могут происходить на планетах земного типа.
Космический телескоп Кеплер начал наблюдать транзиты потенциальных планет земной группы в обитаемых зона с 2011 года. Хотя технология предоставила более эффективные средства для обнаружения и подтверждения планет, она не смогла окончательно сделать вывод, насколько на самом деле похожи на Землю планеты-кандидаты. В 2013 году было подтверждено, что несколько кандидатов в Кеплер менее 1,5 радиуса Земли вращаются в обитаемой зоне звезд. Лишь в 2015 году был объявлен первый кандидат размером около Земли, вращающийся вокруг солнечного кандидата, Kepler-452b.
Вероятность нахождения аналог Земли зависит в основном от атрибутов, которые, как ожидается, будут похожими, и они сильно различаются. Обычно считается, что это будет планета земной группы, и было проведено несколько научных исследований, направленных на поиск таких планет. Часто подразумеваются, но не ограничиваются такими критериями, как размер планеты, сила тяжести на поверхности, размер и тип звезды (например, аналог Солнца ), орбитальное расстояние и стабильность, наклон и вращение оси, аналогичная география, океаны, воздух и погодные условия, сильная магнитосфера и даже наличие земного комплекса жизни. Если есть сложная жизнь, там могут быть какие-то леса, покрывающие большую часть земли. Если есть разумная жизнь, некоторые части земли могут быть покрыты городами. Некоторые факторы, которые предполагаются для такой планеты, могут быть маловероятными из-за собственной истории Земли. Например, атмосфера Земли не всегда была богата кислородом, и это биосигнатура появления фотосинтетической жизни. Формирование, присутствие, влияние на эти характеристики Луны (такие как приливные силы ) также могут представлять проблему при поиске аналога Земли.
Сравнение размеров: Kepler-20e и Kepler-20f с Венерой и Землей Размер равен часто считается важным фактором, поскольку считается, что планеты размером с Землю с большей вероятностью имеют земную природу и могут сохранять атмосферу земного типа.
В список входят планеты в диапазоне 0,8–1,9 Земные массы, ниже которых обычно классифицируются как субземли, а выше классифицируются как суперземли. Кроме того, включены только планеты, о которых известно, что они попадают в диапазон 0,5–2,0 радиуса Земли (от половины до двух радиуса Земли). Напротив, индекс подобия Земли использует в качестве критериев массу и радиус.
Согласно критериям размера, ближайшими объектами планетарной массы по известному радиусу или массе являются:
| Название | Земные массы (M⊕) | Земные радиусы (R⊕) | Примечание |
| Kepler-69c | 0.98 | 1.7 | Первоначально считалось, что это околозвездная обитаемая зона (CHZ), а теперь считается слишком жаркой. |
| Kepler-9d | >1,5 | 1,64 | Чрезвычайно горячий. |
| COROT-7b | <9 | 1,58 | Чрезвычайно горячий. |
| Kepler-20f | < 14.3 | 1,03 | Немного больше и, вероятно, более массивный, слишком горячий, чтобы быть похожим на Землю. |
| Тау Кита b | 2 | Чрезвычайно горячий. Неизвестно, что он проходит. | |
| Кеплер-186f | 1.1 | Орбиты в обитаемой зоне. | |
| Земля | 1 | 1 | Орбиты в обитаемой зоне. |
| Венера | 0,815 | 0,949 | Намного горячее. |
| Kepler-20e | < 3.08 | 0,87 | Слишком жарко, чтобы быть земным. |
| Проксима b | >1,27 | >1,1 | Ближайшая к Земле экзопланета. |
Это сравнение показывает, что сам по себе размер - плохой показатель, особенно с точки зрения обитаемости. Температура должна также считается Венерой и планетами Альфа Центавра B (обнаружено в 2012 г.), Кеплер-20 (обнаружено в 2011 г.), COROT-7 (обнаружено в 2009 г.) и тремя планетами Кеплер-42 ( все обнаруженные в 2011 году) очень горячие, а Марс, Ганимед и Титан - холодные миры, что также приводит к большому разнообразию поверхностных и атмосферных условий. Массы спутников Солнечной системы составляют крошечную долю массы Земли, тогда как массы внесолнечных планет очень трудно точно измерить. Однако открытие планет земной группы размером с Землю важно, поскольку они могут указывать на вероятную частоту и распределение планет земного типа.
Поверхности, подобные этой, на спутнике Сатурна Титане (снятое зондом Гюйгенс ) имеют внешнее сходство с поймами Земли Другой часто упоминаемый критерий - то, что аналог Земли должен быть земным, то есть иметь аналогичную геологию поверхности - поверхность планеты, состоящая из аналогичных материалов поверхности. Ближайшими известными примерами являются Марс и Титан, и хотя есть сходства в их типах рельефа и составе поверхности, есть также существенные различия, такие как температура и количество льда.
Многие материалы на поверхности Земли и формы рельефа образуются в результате взаимодействия с водой (например, глина и осадочные породы ) или как побочный продукт жизни (например, известняк или уголь), взаимодействие с атмосферой, вулканически или искусственно. Следовательно, настоящий аналог Земли, возможно, должен был образоваться в результате аналогичных процессов, обладая атмосферой, вулканическими взаимодействиями с поверхностью, прошлой или настоящей жидкой водой и формами жизни.
Есть несколько факторов которая может определять планетарные температуры и, следовательно, несколько показателей, которые позволяют проводить сравнения с землей на планетах, где атмосферные условия неизвестны. Равновесная температура используется для планет без атмосферы. Для атмосферы предполагается парниковый эффект. Наконец, используется температура поверхности. Каждая из этих температур зависит от климата, на который влияют орбита и вращение (или приливная блокировка) планеты, каждая из которых вносит дополнительные переменные.
Ниже приводится сравнение подтвержденных планет с ближайшими известными температурами к Земле.
| Сравнение температур | Венера | Земля | Кеплер 22b | Марс |
| Глобальная равновесная температура | 307 K. 34 ° C. 93 ° F | 255 K. -18 ° C. -0,4 ° F | 262 K. -11 ° C. 22,2 ° F | 206 K. −67 ° C. −88,6 ° F |
| + Эффект парникового газа | 737 K. 464 ° C. 867 ° F | 288 K. 15 ° C. 59 ° F | 295 K. 22 ° C. 71,6 ° F | 210 K. -63 ° C. −81 ° F |
| Приливная фиксация | Почти | No | Неизвестно | Нет |
| Глобальное Альбедо привязки | 0,9 | 0,29 | Неизвестно | 0,25 |
| Ссылки | ||||
Еще одним критерием идеального жизнеобеспечивающего земного аналога является то, что он должен вращаться вокруг аналога Солнца ; то есть звезда, очень похожая на наше Солнце. Однако этот критерий может быть не совсем верным, поскольку множество разных типов звезд могут обеспечить местную среду, благоприятную для жизни. Например, в Млечном Пути большинство звезд меньше и тусклее Солнца. Одна такая звезда, TRAPPIST-1, расположена в 12 парсеках (39 световых лет) от нас, она примерно в 10 раз меньше и в 2000 раз тусклее, чем наше Солнце, но вмещает не менее 6 парсеков. земные планеты в его обитаемой зоне. Хотя эти условия могут показаться неблагоприятными для жизни в том виде, в каком мы ее знаем, ожидается, что TRAPPIST-1 будет продолжать гореть в течение 12 триллионов лет (по сравнению с нашими солнцами, оставшимися 5 миллиардов лет жизни), что является достаточным временем для возникновения жизни. по абиогенез. Для сравнения, жизнь на Земле появилась всего за 3-4 миллиарда лет.
Вода покрывает 70% поверхности Земли и требуется для всей известной жизни 
Kepler-22b, расположенной в обитаемой зоне солнечной звезды, может быть лучшим экзопланетным кандидатом для внеземных поверхностных вод, обнаруженных на сегодняшний день, но он значительно больше Земли и его фактический состав неизвестен Концепция обитаемой зоны (или зоны жидкой воды), определяющая область, где вода может существовать на поверхности, основан на свойствах Земли и Солнца. Согласно этой модели, Земля вращается примерно в центре этой зоны или в позиции «Златовласки». Земля - единственная планета, в настоящее время подтвержденная человечеством, обладающая большими объемами поверхностных вод. Венера находится на горячей стороне зоны, а Марс - на холодной. Ни у одного из них нет устойчивых поверхностных вод, хотя существуют свидетельства того, что Марс имел в своем древнем прошлом, и предполагается, что то же самое было и в случае с Венерой. Таким образом, внесолнечные планеты (или луны) в позиции Златовласки с существенной атмосферой могут обладать океанами и водными облаками, как на Земле. В дополнение к поверхностным водам настоящий аналог Земли потребует сочетания океанов или озер и областей, не покрытых водой или сушей.
Некоторые утверждают, что настоящий аналог Земли должен не только иметь такое же положение своей планетной системы, но также вращаться вокруг солнечного аналога и иметь почти круговую орбиту, чтобы он оставался постоянно обитаемым, как Земля.
Принцип посредственности предполагает, что есть вероятность того, что случайные события могли позволить земной планете сформироваться в другом месте, что позволило бы появиться сложным, многоклеточным жизнь. Напротив, гипотеза редкой земли утверждает, что если будут применяться самые строгие критерии, такая планета, если она существует, может быть настолько далеко, что люди никогда не смогут ее обнаружить.
Поскольку Солнечная система оказалась лишенной земного аналога, поиск расширился до внесолнечных планет. Астробиологи утверждают, что аналоги Земли, скорее всего, можно было бы найти в звездной обитаемой зоне, в которой могла бы существовать жидкая вода, обеспечивающая условия для поддержания жизни. Некоторые астробиологи, такие как Дирк Шульце-Макуч, подсчитали, что достаточно массивный естественный спутник может образовать пригодную для жизни луну, подобную Земле.
Представление художника о планетах земного типа Частота появления планет земного типа как в Млечном Пути, так и во вселенной еще неизвестна. Он варьируется от экстремальных гипотез оценок - одна (т.е. Земля) - до бесчисленных.
Несколько текущих научных исследований, в том числе миссия Кеплера, направлены на уточнение оценок с использованием реальных данных с транзитных планет. Исследование космической пыли около недавно образовавшихся звезд типа Солнца, проведенное астрономом Майклом Мейером из Университета Аризоны в 2008 году, предполагает, что от 20% до 60% солнечных аналогов имеют доказательства образования скалистых планет., мало чем отличаясь от процессов, которые привели к земным. Команда Мейера обнаружила диски космической пыли вокруг звезд и считает это побочным продуктом образования скалистых планет.
В 2009 году Алан Босс из Научного института Карнеги предположил, что в нашем Млечном Пути <85 может быть 100 миллиардов планет земной группы.>одна только галактика.
В 2011 году Лаборатория реактивного движения НАСА (JPL) и на основе наблюдений миссии Кеплера показывает, что от 1,4% до 2,7% всей солнечной звезд, как ожидается, будут иметь планеты размером с Землю в обитаемых зонах своих звезд. Это означает, что их может быть два миллиарда только в галактике Млечный Путь, и если предположить, что все галактики имеют такое же количество, что и Млечный Путь, в 50 миллиардах галактик в наблюдаемой Вселенной может быть как целая сотня квинтиллион. Это соответствует примерно 20 аналогам Земли на квадратный сантиметр Земли.
В 2013 году Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, используя статистический анализ дополнительных данных Кеплера, предположил, что существует не менее 17 миллиардов планет размером с Землю. в Млечном Пути. Однако это ничего не говорит об их положении по отношению к жилой зоне.
Исследование 2019 года показало, что планеты размером с Землю могут вращаться вокруг 1 из 6 звезд, подобных Солнцу.
Художественная концепция терраформированной Венеры, потенциальной Аналог Земли Терраформирование (буквально «формирование Земли») планеты, луны или другого тела - это гипотетический процесс преднамеренного изменения его атмосферы, температуры, поверхности топографии или экосистем, чтобы они были аналогичны Земле, чтобы сделать ее пригодной для жилья люди.
Из-за близости и сходства размеров Марс и, в меньшей степени, Венера были названы наиболее вероятными кандидатами на терраформирование.
