Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли - Элизабет Таскер

Этот небрежный стиль кардинально отличается от принятого в современных научных журналах: сегодня Оорту, несомненно, пришлось бы провести подробное сравнение своей теории с моделью Эпика независимо от количества законченных разделов!

Несмотря на редкость упоминания Эпика в качестве автора идеи наряду с Оортом, в знак признания заслуг обоих исследователей облако Оорта иногда называют облаком Оорта — Эпика.

Комета Галлея остается аномалией для обоих источников комет. У нее слишком короткий период, чтобы она могла добраться до облака Оорта, а ее угол наклона слишком велик для кометы из пояса Койпера. К тому же, хотя период кометы Галлея практически не изменился как минимум с 260 г. до н.э., когда-то он, вероятно, был намного длиннее, но сократился в результате взаимодействий с планетами. Ситуация, когда комета из облака Оорта имеет период, сравнимый с периодами комет из пояса Койпера, является необычной, но не уникальной. К настоящему времени обнаружено чуть менее 100 комет того же типа, что и комета Галлея, тогда как общая численность известных комет превышает 5000.

Резервуары комет — главные кандидаты на роль источников воды на Земле. Формируясь в окрестностях газовых гигантов, кометы обильно покрыты льдом. Во время процессов рассеивания, благодаря которым они оказались там, где находятся сейчас, через Солнечную систему проследовало немало этих небесных тел, и некоторые из них ударялись о сухую поверхность Земли. Но действительно ли они принесли воду в наши океаны?

Ответ заключен в самих кометах. Если миллиарды лет назад именно они стали источником воды, тогда вода, заключенная в их ледяной оболочке, должна походить на воду, которая существует на Земле.

Как это ни странно, не вся вода одинакова. Чаще всего вода отличается по такому параметру, как отношение количества водорода к количеству его более тяжелого собрата дейтерия. И водород, и дейтерий представляют собой простые атомы с одним электроном. Отличаются они только строением центрального ядра: в атоме водорода содержится только один протон, а в атоме дейтерия есть и протон, и нейтрон. Молекула воды состоит из атома кислорода, который может быть связан либо с двумя атомами водорода, либо с одним атомом водорода и одним атомом дейтерия, либо с двумя атомами дейтерия. В последнем случае ее называют тяжелой водой (или полутяжелой, если в молекуле один атом водорода и один атом дейтерия), чтобы указать на вес дополнительного нейтрона. На Земле тяжелая вода встречается в естественной среде, но только в небольших количествах. На один атом дейтерия на нашей планете приходятся приблизительно 6700 атомов водорода. Если то же соотношение наблюдается в кометах, они вполне могут быть источников воды в наших морях.

Самый лучший способ узнать состав воды в кометах — поймать одну из них. Осуществить это удалось в ходе одной из самых амбициозных космических миссий десятилетия — миссии «Розетта».

Космический аппарат «Розетта» был запущен Европейским космическим агентством (ЕКА) в марте 2004 г. У миссии были следующие цели: перехватить комету 67P / Чурюмова — Герасименко, проследовать за этим покрытым льдом каменистым телом на его пути к Солнцу и посадить на его поверхность зонд. К тому моменту уже был накоплен опыт приближения к кометам, но никто до того не ставил цель облететь ядро кометы, и уж тем более посадить на нее космический аппарат.

На самом деле сначала целью была не комета 67P /Чурюмова — Герасименко, планировалось, что «Розетта» отправится к комете 46P/Виртанена. Однако из-за неудачного запуска в конце 2002 г. двух ракет-носителей «Ариан-5» миссию пришлось отложить на год. Во время этой паузы комета 46P/Виртанена оказалась вне зоны досягаемости, и в мае 2003 г. была выбрана новая цель — комета 67P / Чурюмова — Герасименко.

Вторую часть своего имени комета 67P / Чурюмова — Герасименко получила в честь открывших ее советских астрономов Клима Ивановича Чурюмова и Светланы Ивановны Герасименко. Открытие было сделано 20 сентября 1969 г. по чистой случайности, когда Чурюмов рассматривал сделанную Герасименко фотографию кометы 32P / Комас Сола. Приглядевшись внимательнее, Чурюмов понял, что в объектив попал еще один объект— неизвестная комета.

Чтобы не спотыкаться о труднопроизносимые имена двух астрономов, эту комету часто называют по первой части ее официального имени — «67P». Данный шифр указывает на то, что комета стала 67-й периодической кометой, обнаруженной астрономами. Неудивительно, что на первом месте в списке периодических комет стоит комета с большой историей — комета Галлея, полное официальное название которой — 1P/Галлей.

Затрачивая на полный оборот по орбите около 6,5 лет, комета 67P является короткопериодической кометой, которая, как считается, когда-то была частью пояса Койпера. За последние несколько столетий 67P приблизилась к Солнцу всего лишь на расстояние 4 а.е., оставаясь внутри орбиты Юпитера, где температура недостаточно высока, чтобы в результате испарения ледяного тела у кометы появился хвост. Вот почему этот обломок горных пород не был виден с Земли. В 1840 г. траектория кометы изменилась. В какой-то момент, двигаясь по своим орбитам вокруг Солнца, Юпитер и 67P случайно оказались рядом, и под влиянием гравитационного притяжения газового гиганта комета сместилась, перейдя на другую орбиту. В 1959 г. встреча повторилась, в результате чего ближайшая точка орбиты кометы оказалась на расстоянии, чуть большем расстояния от Земли до Солнца, а именно 1,29 а.е. А еще 10 лет спустя ее обнаружили. Учитывая влияние Юпитера на комету 67P, ее также относят к семейству комет Юпитера — классу объектов, орбиты которых находятся под контролем планеты-гиганта.

Миссия «Розетта» была названа так в честь знаменитого древнеегипетского Розеттского камня. Сейчас он находится в Британском музее в Лондоне. На нем высечен текст указа, изданного от имени 13-летнего египетского царя Птолемея V в 196 г. до н.э. Поводом для указа стало неудавшееся восстание жрецов в городе Ликополисе, отказавшихся платить налоги в казну фараона. Новый указ был призван закрепить царский статус молодого правителя, провозглашая его божеством, которому следовало поклоняться в храмах по всему Египту.

Впрочем, называя проект в честь Розеттского камня, организаторы имели в виду вовсе не сакральный смысл указа, а то, что его текст повторяется на трех разных языках. Текст в верхней части камня написан египетскими иероглифами, то есть тем типом письма, который был предназначен как раз для таких официальных документов. Ниже тот же текст переписан египетским демотическим письмом, использовавшимся в повседневном обиходе, и наконец — на древнегреческом языке, который широко использовался в системе управления. Благодаря этому Розеттский камень стал ключом к сложнейшей головоломке — расшифровке иероглифического письма, представляющего собой смесь знаков, обозначающих звуки, и идеограмм. Как раз эта особенность камня подтолкнула исследователей к тому, чтобы назвать его именем космический аппарат: если Розеттский камень помог проникнуть в тайну иероглифов, аппарат «Розетта» должен был помочь раскрыть секреты комет.