Удивительная астрономия - Брашнов Дмитрий Геннадьевич (читать книги полностью без сокращений бесплатно .txt) 📗

Примерно таким может оказаться мир планеты динозавров, если она когда-нибудь обнаружится в Галактике. Разумеется, такая планета должна быть значительно моложе Земли. В противном случае люди опоздают застать на ней гигантских ящеров, которые будут вытеснены более совершенными и проворными животными. И это одно из главных препятствий в наших поисках «затерянного мира».

Есть ли в Галактике экзопланеты разного возраста или все космические объекты появились одновременно? Ученые точно знают, что планеты Солнечной системы начали формироваться почти одновременно из единой газопылевой туманности около пяти миллиардов лет тому назад. Однако к другим объектам в составе Галактики это не относится. Сама Галактика появилась примерно 13 миллиардов лет назад, и тогда же стало складываться ее древнейшее «население».

Скажем, планета Мафусаил, обнаруженная телескопом «Хаббл» в 1997 году в шаровом скоплении М4, родилась в эпоху становления Галактики, примерно 12,7 миллиардов лет назад. Это скопление легко наблюдать в любительские телескопы, стоит лишь направить их в созвездие Скорпиона. В скоплении имеется пара невидимых звезд – белый карлик и нейтронная звезда, которые обращаются вокруг общего центра масс (барицентра), образуя систему PSR B1620-26. Спутником двойной звезды как раз и является планета Мафусаил. Она относится к газовым гигантам, поскольку по весу в 2,5 раза превосходит Юпитер.

Астрономы подозревают, что когда-то белый карлик являлся обычной желтой звездой, вроде нашего Солнца, но затем «состарился». Его газовые оболочки рассеялись в космосе, оставив лишь центральное ядро, которое и стало белым карликом. Карлик и его планета были притянуты к себе тяжелой нейтронной звездой (пульсаром), образовав тройную систему. Как бы то ни было, Мафусаил является одной из древнейших планет Галактики.

Массивные голубые и бело-голубые звезды, обладающие высокой температурой поверхности, насчитывают по возрасту 1–1,2 миллиона лет, то есть невероятно молоды по космическим меркам. Если вокруг них и найдутся какие-нибудь планеты, то это будут совсем юные объекты. Голубые звезды чаще всего тоже рождаются группами из общего туманного облака и потом длительное время образуют яркие скопления – звездные ассоциации. Постепенно по мере взросления светила из такой ассоциации рассеиваются по Галактике, смешиваясь со «старым» звездным населением.

Внутреннее пространство ассоциаций заполняют плотные газопылевые облака, представляющие собой остатки первичного вещества. Сгустки газа в таких облаках до сих пор способны стягиваться в массивные разогревающиеся шары, из которых будут рождаться новые звезды. Поначалу новорожденную звезду укутывает так называемый кокон из газа и пылинок. Этот кокон со временем рассеивается или пополняет собой вещество протопланетного диска, кружащегося вокруг юного светила и порождающего планетные сгустки.

Интересно, что Солнце является звездой второго поколения. Так астрономы назвали светила, родившиеся из переработанной туманности. Когда-то на окраинах Галактики находилась крупная звезда, которая взорвалась и стала сверхновой. После взрыва осталось много газа, богатого углеродом, кислородом и металлами. Хлопья газа оседали на галактический диск, накапливаясь в спиральных рукавах, главным образом в той зоне, где сейчас находится Солнце. Из этой туманности и родилась наша планетная система.

Планета-океан

Невольно напрашивается вопрос, откуда на Земле столько воды? И может ли воды быть еще больше? Фантасты довольно часто изображают планеты, на которых вся суша сводится к небольшим архипелагам, а остальную поверхность покрывают океаны. Оказывается, такие планеты более чем вероятны. И нельзя исключить возможность, что нашу Землю через несколько миллионов лет ожидает именно такое будущее. Земля, где и сейчас суши сравнительно немного, может окончательно превратиться в планетуокеан.

Такова общая судьба всех землеподобных планет, способных удержать на себе жидкую воду. Дело в том, что неисчерпаемым источником влаги является… раскаленный расплав внутри планеты – мантия и ядро. Конечно, в горячем сердце землеподобной планеты нет ни рек, ни океанов. Но там имеется водяной пар. Он растворен в вязкой массе кремния и металлов.

Чем-то недра планеты похожи на бутылку газированной воды. Напиток насыщают газы, которые находятся под небольшим давлением и не видны нам, пока мы не откроем бутылку. Стоит открыть бутылку, как давление упадет и газы начнут активно выделяться из напитка, прорываясь наружу. Точно так же в мантии под давлением содержатся углекислый газ, водяной пар и некоторые другие газы. Они вырываются наружу (освобождаются) во время вулканических извержений.

Вулканы – главные поставщики свободной воды на поверхность планет. Некоторые источники глубинной воды вообще не извергают лаву, а только выбрасывают из себя, словно из чайника, струйки горячего пара. Такие источники пара называются фумаролами. Выбрасываемый из глубины планеты пар поступает в атмосферу, где, остывая, превращается в капельки, которые собираются в облака и тучи. Капельная влага дождями или снегом падает на земную поверхность, давая жизнь рекам, озерам, морям и океанам.

Так появилась земная гидросфера, и точно так же водная оболочка формируется у других землеподобных планет и экзопланет. Венера не смогла сохранить на себе океаны из-за перегрева поверхности. Нас спасло то, что в земной атмосфере азот превышал по объему углекислый газ, поэтому Земля избежала парникового эффекта. Планета не перегрелась и сохранила свободную воду.

Количество воды неуклонно росло, а в эпохи вулканизма резко увеличивалось. Примерно 160 миллионов лет назад на Земле начался процесс океанизации. Так назвали ученые образование и усиленный рост океанов, со временем соединившихся в единый Мировой океан. Это было связано с возросшей скоростью поступления свободной воды, которая выбрасывалась из недр все активнее и активнее. За последние 5 миллионов лет скорость поступления воды из земных недр стала в 60 раз выше, чем была 160 миллионов лет назад.

За последние 70 миллионов лет вулканы и фумаролы выбросили на поверхность 2 квинтиллиона (2?10¹⁸) тонн пара. И еще столько же – с момента начала океанизации в эру ящеров. То есть всего за всю историю океанизации из центра планеты поступило 4 квинтиллиона тонн влаги. Из них значительная часть стала Мировым океаном, а остальная пополнила реки, озера, ледники и подземные воды. Немалое количество водяного пара улетучилось в космос или было уничтожено солнечным излучением.

Поступление свободной воды из недр продолжается, поскольку пара там хватит еще на полтора Мировых океана. Спустя 10 тысяч лет уровень океана поднимется на 6 м, что вызовет затопление обширных территорий. Через 100 тысяч лет уровень океана окажется на 120 м выше современного, в результате чего все равнины Земли скроются под водой, а горные гряды превратятся в цепочки больших и малых островов.

Единственным материком останется Тибетское нагорье в Центральной Азии, поскольку его средняя высота составляет 5000 м.

С этого момента затопление планеты почти полностью прекратится. Влага будет поступать очень медленно, а через 80 миллионов лет ее запасы в центре Земли и вовсе иссякнут. И тогда планета начнет неуклонно терять воду. Океаны постоянно испаряются, а атмосферный пар регулярно улетучивается в космос или разрушается под действием солнечного излучения. Поскольку гидросфера перестанет пополняться из подземных резервов, то за каких-то 30 миллионов лет вся водная оболочка Земли будет уничтожена космическими силами. Таким образом, нашей планете осталось примерно 110 миллионов лет до превращения в холодную, сухую пустыню.