Миллиарды и миллиарды. Размышления о жизни и смерти на рубеже тысячелетий - Карл Эдвард Саган

Вскоре после эпохального открытия Вольщана Джеф Марси и Пол Батлер (Университет штата в Сан-Франциско) обнаружили^[21] еще несколько объектов планетной массы, обращающихся вокруг звезд – рядовых, как наше Солнце. Ученые воспользовались другой, гораздо более сложной методикой, отслеживая с помощью обычного оптического телескопа периодические изменения спектра ближних к нам звезд. Временами звезда немного приближается к наблюдателю и вновь отдаляется, что находит отражение в положении ее спектральных линий. Это так называемый эффект Доплера. Примерно так меняется частота гудка автомобиля в зависимости от того, едет он к нам или от нас. Звезду притягивает какое-то невидимое тело. Незримое вновь было обнаружено благодаря количественному согласию между наблюдаемыми периодическими смещениями звезды и расчетным влиянием находящейся рядом с ней планеты.

Такие планеты были найдены у звезд 51 Pegasi, 70 Virginis и 47 Ursae Majoris в созвездиях, соответственно, Пегас, Дева и Большая Медведица. В 1996 г. к ним прибавились находки у звезд 55 Cancri созвездия Рак, Тау Волопаса и Ипсилон Андромеды. Звезды 47 Большой Медведицы и 70 Девы можно наблюдать невооруженным глазом весной на вечернем небе. По космическим меркам они расположены очень близко к нам. Планеты имеют массу от чуть меньше юпитерианской до нескольких масс Юпитера. Самое удивительное в них то, как близко они находятся к своим звездам – от 0,05 а. е. (51 Пегаса) до 2 а. е. (47 Большой Медведицы). В этих системах могут присутствовать пока не открытые планеты, сопоставимые по размерам с Землей, но условия на них не похожи на земные.

В нашей Солнечной системе маленькие, землеподобные планеты находятся во внутренней части, а гиганты вроде Юпитера – во внешней. Судя по всему, в системах четырех названных звезд планеты с юпитерианскими массами являются внутренними. Пока мы не понимаем, как это возможно. Мы даже не знаем, действительно ли эти планеты похожи на Юпитер, т. е. имеют плотную атмосферу из водорода и гелия, слой металлического водорода в глубине и каменно-железное ядро, подобное Земле. Но нам известно, что атмосфера «горячих юпитеров», находящихся настолько близко от своих звезд, не улетучивается. Кажется немыслимым, чтобы они сформировались на периферии своих систем и по каким-то причинам переместились намного ближе к звезде. Быть может, молодые массивные планеты затормозились в небулярном газе и были притянуты к звездам? Большинство экспертов утверждают, что такая планета, как Юпитер, не может возникнуть вблизи звезды.

Почему? Вот как нам видится зарождение Юпитера. Во внешней зоне небулярного диска, при очень низкой температуре, конденсировались массивы льда и камня, такие как кометы и ледяные луны внешних планет Солнечной системы. Эти обледенелости сталкивались друг с другом на малых скоростях, слипались и постепенно увеличились настолько, что притянули преобладающий в облаке водород и гелий. Таким образом, Юпитер формировался от ядра вовне, обрастая слоями. Вблизи звезды, предположительно, все происходило иначе. Там слишком жарко для образования ледяного ядра, и процесс должен быть не столь многоэтапным. Хотя, кто знает! Возможно, встречаются звезды, у которых даже ближайшая область небулярного диска имеет температуру ниже точки замерзания воды.

Как бы то ни было, обнаружение планет земной массы у пульсара и четырех «юпитеров» у звезд, похожих на Солнце, наводит на мысль, что наша Солнечная система нетипична. Это исключительно важно в плане создания общей теории происхождения планетных систем: она должна учитывать их разнообразие.

Впоследствии методом астрометрии удалось обнаружить две, а то и три землеподобные планеты у звезды Лаланд 21185, очень близкой к Солнцу. Очень точные многолетние наблюдения за перемещениями звезды позволили заметить ее слабое движение по круговой или эллиптической траектории, вызванное гравитацией окружающих ее планет. Итак, вот она, планетная система, подобная – хотя бы отчасти подобная – нашей^[22]. В ближнем межзвездном пространстве находятся планетные системы еще как минимум двух разновидностей.

Существование жизни на экзопланетах юпитерианского типа не более вероятно, чем на «нашем» Юпитере. Возможно, однако, у них имеются спутники – у Юпитера их 16. Если гигантские планеты приближены к своим звездам, температура на их спутниках может быть пригодной для жизни (особенно обнадеживает в этом плане звезда 70 Девы). До этих миров 35–40 световых лет – достаточно близко, чтобы мечтать в один прекрасный день отправить к ним сверхбыстрый корабль, который принесет информацию нашим отдаленным потомкам.

Тем временем разрабатываются новые методы поиска экзопланет. Помимо фиксации сбоев в периоде обращения пульсаров и измерений радиальных скоростей звезд (метод Доплера) применяются интерференционные телескопы – наземные или, что лучше, космические, а также наземные телескопы, нейтрализующие турбулентность земной атмосферы, и наземные обсерватории, наблюдающие эффект гравитационного линзирования дальних массивных объектов. Орбитальное оборудование позволяет с огромной точностью измерять, как меняется яркость звезды из-за прохождения планеты перед ее диском. Все эти исследовательские инструменты обещают принести значимые результаты в ближайшие годы. Мы начинаем обшаривать ближние окрестности Вселенной в поисках спутниц многих тысяч звезд. Я полагаю, что в грядущие десятилетия мы получим данные, самое меньшее, о сотнях других планетных систем в огромной галактике Млечный Путь^[23]. Возможно, среди них отыщутся и маленькие синие шарики с жидкой водой, кислородосодержащей атмосферой и красноречивыми свидетельствами наличия неведомой жизни.