Удивительная космология - Шильник Лев (читать хорошую книгу полностью TXT) 📗
Кстати, а что можно сказать о поисках планет земного типа? Увы, но практически ничего, так как чувствительность метода лучевых скоростей позволяет надежно обнаруживать только планеты-гиганты (планеты возле пульсаров, о которых речь пойдет ниже, – редкое и счастливое исключение). Самая маленькая из недавно открытых экзопланет вращается вокруг красного карлика – звезды спектрального класса М с температурой поверхности 2–3 тысячи градусов Кельвина (у нашего Солнца – 6 тысяч). Предположительно она является твердой, то есть состоит из скальных пород, как Земля, а ее масса оценивается примерно в 7,5 земной массы (заметно меньше, чем у Нептуна или Урана). Все бы ничего, однако, к сожалению, это опять планета на низкой орбите (правда, по причине сравнительно небольших размеров назвать ее «юпитером» как-то язык не поворачивается). Вокруг своего тусклого солнца она обращается за двое суток (1,94 дня) и находится от него на расстоянии три миллиона километров – в 50 раз ближе, чем Земля от Солнца. И хотя красный карлик – не чета нашему жаркому светилу, он все же разогревает поверхность стремительно летящей планеты до 200–400 градусов по Цельсию. Жизнь земного типа там едва ли возможна.
Однако отчаиваться все же не стоит, поскольку статистика внесолнечных планет далеко не полна. Скажем, немалый интерес представляет система звезды HD37124 в созвездии Тельца, где обнаружены три планеты, каждая из которых вдвое легче Юпитера, а радиусы их орбит равны 0,5, 1,7 и 3,2 а. е. А поскольку особой тесноты в системе звезды из созвездия Тельца не наблюдается, там вполне можно предположить наличие планет земного типа. То же самое относится и к звезде 47 Большой Медведицы, у которой обнаружены массивные планеты, напоминающие Сатурн и Юпитер, с весьма сходными параметрами орбит. Следовательно, во внутренней области этой системы не исключено существование планет земного типа.
Однако факт остается фактом: строение орбит подавляющего большинства экзопланет даже отдаленно не напоминает Солнечную систему. Вплотную притиснутые к своим солнцам раскаленные газовые шары или убегающие по невообразимо растянутым эллипсам ледяные гиганты не имеют ничего общего с планетами Солнечной системы. Если предположить, что во внутренних областях некоторых экзопланетных систем остается место для землеподобных планет, трудно представить, каким образом они смогут уцелеть, ибо миграция гигантов к звезде неминуемо приведет к катастрофическому пересечению орбит.
Даже анатомия чужих газовых гигантов принципиально иная. Многие из них обладают массивным ядром из тяжелых элементов, на которое приходится до 70 % всей массы планеты. Заметно уступая в размерах нашему Юпитеру или Сатурну, такие нетипичные экзопланеты ощутимо превосходят их по массе. В Солнечной системе ничего подобного не встречается. Все эти загадки, вместе взятые, приводят к весьма печальному выводу об уникальности нашей планетной системы. Планеты земной группы обращаются по устойчивым орбитам и в принципе способны быть колыбелью жизни. Планеты-гиганты неспешно кружатся в отдалении и никому не мешают; более того, существует точка зрения, согласно которой они выполняют важную защитную функцию, прикрывая внутренние планеты от неожиданных атак опасных небесных тел. Дело доходит до того, что некоторые астрофизики поговаривают о своеобразном варианте антропного принципа, в соответствии с которым возникновение жизни на Земле теснейшим образом связано с Юпитером.
Астрономия как наука развивалась под знаком нарастающей децентрализации. Сначала мы узнали, что Земля не является центром мироздания, а представляет собой весьма скромное небесное тело, неутомимо снующее вокруг Солнца. Затем выяснилось, что наше великолепное светило, обожествляемое, превозносимое до небес и дарующее жизнь всякой твари, – заурядный желтый карлик спектрального класса G, каковых в составе Млечного Пути насчитывается тьма-тьмущая. Да и расположено оно отнюдь не в центре Галактики, как опрометчиво полагали некоторые астрономы XVIII столетия, а обосновалось на ее далеких задворках, где звезд раз-два и обчелся, между двумя пыльными спиральными рукавами. А теперь нам говорят, что диск Млечного Пути, эта скрученная в тугой узел чудовищная клякса с поперечником в 100 тысяч световых лет, есть не что иное, как одна из сотен миллиардов галактик, рассыпанных по необозримой Вселенной.
Мысль об уникальности Солнечной системы продолжает сидеть, как заноза, изрядно отравляя астрономам жизнь. Ксанфомалити пишет:
Все крупные планеты Солнечной системы имеют почти копланарные (расположенные в одной плоскости) стабильные орбиты с низким эксцентриситетом, исключающим их катастрофические сближения. Солнечная система – это система с низкой энтропией (высокой устойчивостью). Но именно высокоэнтропийные системы экзопланет, в которых выживают лишь самые массивные тела, могут оказаться нормой. Солнечная система могла оказаться совсем другой, чем та, в которой мы живем. Или, может быть, мы живем в ней именно потому, что она не похожа на другие?
В заключение остается сказать, что первая экзопланета была обнаружена не в 1994 году, а на несколько лет раньше – в 1990-м, когда американский астроном польского происхождения Алекс Вольцшан (Волчан в другой транслитерации) направил свой радиотелескоп на слабый пульсар PSR 1257+12, находящийся на расстоянии 1300 световых лет от Земли. По своей физической природе пульсары являются нейтронными звездами, которые испускают мощные, строго периодические импульсы электромагнитного излучения. Периодичность импульсов у каждого пульсара строго индивидуальна и обычно лежит в пределах от 640 импульсов в секунду до одного импульса за пять секунд. Стремительно вращающаяся нейтронная звезда представляет собой, по сути дела, гигантский магнит, а вдоль прямой, соединяющей полюса этого магнита, который крутится как угорелый, вылетают так называемые джеты – мощные струи раскаленной плазмы и фотонов. Переменность блеска объясняется просто, так как магнитный полюс не обязан лежать на оси вращения (магнитные полюса Земли тоже не совпадают с точкой географических полюсов). Вылетающая электромагнитная струя описывает конус вокруг оси вращения, а мы видим пульсар только в те моменты, когда он «смотрит» прямо на Землю. Через мгновение он отворачивается и уходит в сторону, с тем чтобы опять вернуться спустя некоторый строго фиксированный промежуток времени.
Поскольку период пульсаров исключительно стабилен (вплоть до 10-14 секунд), лучевую скорость нейтронной звезды можно измерить с точностью до 1 см/с, что совершенно недоступно для обычных звезд. Еще точнее можно определить ее периодическое смещение при обращении вокруг барицентра, поэтому у пульсара не составляет большого труда обнаружить планеты с массой порядка Земли. Но поскольку существование планет у пульсаров никому не могло привидеться даже в кошмарном сне, астрономы попросту махнули на них рукой.
А вот Алекс Вольцшан нарушил традицию и не прогадал. Анализ вариаций пульсара с частотой импульсов 6,2 миллисекунды показал, что вокруг нейтронной звезды обращаются целых три планеты, массы которых вполне сопоставимы с массой Земли (0,02, 4,3 и 3,9 М3емли соответственно). Орбиты, по которым они движутся, почти круговые и составляют 0,2, 0,4 и 0,5 а. е. Периоды обращения тоже приемлемые – 25, 66 и 98 суток. Проблема заключается в том, что совершенно непонятно, каким образом эти планеты смогли благополучно пережить взрыв сверхновой, ибо нейтронная звезда есть не что иное, как продукт взрыва обычной звезды на излете ее жизни. Взрыв сверхновой – это чудовищный катаклизм, который должен был «выгладить» подчистую окрестности звезды, так что планеты элементарно не могли уцелеть. Астрофизики предполагают, что неподалеку от взорвавшейся сверхновой когда-то находилась другая звезда, вещество которой постепенно перетекало к пульсару (пульсар – весьма массивное тело), а сопли, оставшиеся не у дел, сконденсировались в планеты.
Чтобы решить, насколько уникальна Солнечная система, нужно продолжать поиск экзопланет, и в первую очередь – землеподобных. Есть основания полагать, что грядущее десятилетие должно ознаменоваться новыми находками. Французы намереваются запустить космический спутник COROT, специально предназначенный для наблюдения транзитов, а американский орбитальный телескоп «Кеплер» за четыре года работы сможет исследовать около 100 тысяч звезд. Европейское космическое агентство запланировало запуск спутника «Дарвин», представляющего собой систему из шести орбитальных телескопов, который нацелен на поиски химических признаков жизни на других планетах. Остается надеяться, что количество рано или поздно перейдет в качество.
