Куда ведут пыльные тропинки?
Знаменитую строчку «На пыльных тропинках далеких планет останутся наши следы» Владимир Войнович написал еще в начале 1960-х. Однако ни до того, как песню «Я знаю, друзья» стала распевать вся страна, ни еще 30 лет после никто не мог достоверно сказать, существуют ли в реальности не то что эти мифические тропинки, но и сами планеты у далеких звезд. Идея о том, что планетная система есть не только у Солнца, но и у других звезд, всегда была чем-то само собой разумеющимся — об этом говорили еще древние греки, — но доказанным фактом предположение стало лишь в середине 1990-х. И обошлось, увы, без каравана ракет.
Первой экзопланетой, существование которой было научно подтверждено, стала 51 Пегаса b. Ее открыли астрономы Мишель Майор и Дидье Кело, работавшие в Обсерватории Верхнего Прованса. В том же году планету увидели их коллеги из США Джеффри Марси и Пол Батлер. Впрочем, «увидели» — это метафора, потому что с помощью прямых наблюдений открывается ничтожно мало экзопланет — они слишком далеки они от Земли и очень малы по космическим меркам. На сегодняшний день открыто около 3700 экзопланет, из них с помощью оптики было обнаружено менее сотни. Однако экзопланеты выдают себя, даже если их не видно в телескоп, и ученые научились использовать эти косвенные признаки. Главными техниками современных исследователей Вселенной стали метод лучевых скоростей и метод транзита.
В школе нас учили, что планета вращается вокруг своей звезды, но на самом деле это некоторое упрощение. И звезда, и ее планеты движутся вокруг общего центра масс. Когда звезда одинока, и спутников у нее нет, никто не сбивает ее с пути истинного, она вращается строго вокруг своей оси. Но если вокруг звезды расположены другие тела, они ее притягивают, и центр масс смещается — тогда звезду начинает «заносить». Если к этой картине добавить наблюдателя, который находится на Земле, то с его точки зрения звезда будет то удаляться от него, то приближаться. Схематически это можно представить себе в виде кубка, который проткнули спицей не по центру, а где-то с краю — если начать его вращать вокруг спицы, он будет то дальше от нас, то ближе. По изменению частоты излучения, исходящего от такой звезды, ученые судят об изменении ее скорости и траектории, делая выводы в том числе и о наличии экзопланет.
На сегодняшний день методом лучевых скоростей открыто около 700 экзопланет — в том числе и уже знакомая тебе 51 Пегаса b. Еще несколько лет назад это была самая эффективная практика, но после запуска телескопа «Кеплер» гораздо больше планет открывается методом транзита. Когда планета совершает оборот вокруг звезды, в определенный момент она закрывает собой диск светила и «съедает» часть исходящего от него света — так, по изменению интенсивности излучения, планету и «засекают». Этот метод позволил открыть более 2700 экзопланет, несколько тысяч кандидатов в экзопланеты и их спутники, при этом львиная доля приходится именно на «Кеплер» — он был создан специально для поиска экзопланет и выведен на околосолнечную орбиту в 2009 году. Есть и другие методы — с их помощью открыто значительно меньше объектов, но они отлично дополняют два основных, позволяя обнаружить планеты там, где два первых не работают — например, если планета движется не в горизонтальной, а в вертикальной плоскости относительно телескопа-наблюдателя, и он в принципе не способен зафиксировать, как она проходит через диск звезды.
Зачем нам новые планеты?
Из всех экзопланет, которые обнаруживают ученые, нас, конечно, интересуют в первую очередь те, где есть пригодные для жизни условия. Да, мы понимаем, что они настолько далеко от нас, что до них все равно не добраться. Но давай вспомним, что когда-то Петр I доехал из Петербурга в Москву за трое суток, тогда как обычно этот путь занимал неделю, и всем казалось, что быстрее просто некуда — в самом деле, не по воздуху же лететь! Так что, может быть, через сотню-другую лет мы будем мыслить совсем другими расстояниями и скоростями, да и теория межпространственных туннелей внушает надежду, поэтому открыть планету-другую с заделом на будущее совсем не помешает.
Когда экзопланеты только начали открывать, об их пригодности для жизни даже речи не шло. Получалось обнаружить только самые большие планеты, в несколько раз превосходящие, не то что Землю — Юпитер, а таких размеров, как правило, достигают газовые гиганты. Но с совершенствованием техники получалось находить и планеты поменьше, так что стали появляться и потенциально пригодные для жизни кандидаты — правда, с большой натяжкой.
Стоит оговориться, что речь идет о жизни земного типа — в этом случае нам хотя бы понятно, по каким критериям ее искать и что должно быть на планете, чтобы там могли существовать люди. Конечно, нельзя полностью исключать, что не бывает жизни других типов, но мы просто не можем ее себе представить, как она выглядит, а значит, не понимаем, что нужно искать. Поэтому в кандидаты на обитаемость попадают экзопланеты, которые более или менее похожи на Землю и находятся в так называемой зоне обитаемости — их удаленность от звезды должна обеспечивать температуры, при которых может существовать жидкая вода. Иными словами, на планете не должно быть слишком жарко или слишком холодно.
Кроме того, сходство планеты с Землей предполагает, что ее масса сопоставима с земной, что планета — каменная, что ее период обращения вокруг своей звезды не слишком отличается от земного года и что ее звезда похожа на Солнце. По большому счету это все, что на сегодняшний день удается узнать, поэтому когда появляется очередная новость из серии «Открыта экзопланета, похожая на Землю», это говорит о том, что она отвечает всем этим упомянутым требованиям — но и только. Да и сам термин «сходство» понимается довольно широко — если планета делает оборот вокруг своей звезды не за год, а, например, за двенадцать лет (или двенадцать дней!), она все равно считается похожей на Землю — потому что известны и такие планеты, где «год» длится несколько тысяч лет.
Где нас ждут?
Ни одной планеты, куда можно было бы лететь прямо сейчас, даже если бы позволяла техника, до сих пор не найдено. Но есть любопытные кандидаты на рассмотрение, и под первым номером в этом списке идет GJ1132 b, которая вращается вокруг красного карлика Глизе 1132. На сегодняшний день она считается самой похожей на Землю планетой, где есть атмосфера. Ее диаметр примерно на 20% больше земного, а масса составляет 1,6 от массы Земли. Оборот вокруг своей звезды она совершает за 1,6 дня, то есть находится достаточно близко от нее. Это и составляет главную проблему — температура в верхних слоях атмосферы достигает 260 градусов Цельсия, а у поверхности, скорее всего, еще выше. Так что все остальные сходства, похоже, пасуют перед этим различием. Лететь до нее относительно недалеко — всего 39 световых лет, но надо ли, еще вопрос.
Еще один интересный кандидат был обнаружен в конце прошлого года прямо у человечества под носом — на расстоянии четырех с небольшим световых лет. Речь идет о планете Проксима Центавра b, которая находится в зоне обитаемости. Средняя температура у ее поверхности оценивается примерно в 40 градусов Цельсия, а год равен 11 земным суткам. Только вот заселить ее вряд ли получится — рентгеновское излучение, которое она получает из космоса, в 400 с лишним раз выше, чем на Земле. Теоретически могут существовать живые организмы с защитой от такой жесткой радиации, но человек к ним явно не относится.
Около года назад была найдена целая система, похожая на Солнечную. Речь идет о планетах, которые вращаются вокруг звезды Траппист-1 в созвездии Водолея, расположенной в 39 световых годах от Солнца. Заявлено о семи планетах в ее составе, при этом три находятся в зоне обитаемости. Их периоды обращения измеряются в сутках, как минимум на шести есть вода. С большой натяжкой условия для жизни ученые допускают только на двух из них — на ближайших к звезде пяти планетах слишком жарко. Но и две другие тоже не внушают особого оптимизма, хотя их изучение еще продолжается.
Так что пока можно повременить со стартом, но экзопланеты открываются с поистине космической скоростью — скажем, всего пять-шесть лет их было известно в пять-шесть раз меньше. Не исключено, что новые поиски приведут в новые миры, среди которых окажутся и пригодные для жизни.
Еще больше полезных и удивительных сведений о том, как люди изучают и осваивают Вселенную, узнаешь в программе «Космос. Начало. Будущее» — каждую субботу 21:00 в эфире Discovery Channel.
Новости smi2.ru
Источник mhealth.ru
Комментарии
You must be logged in to post a comment.