Космос. От Солнца до границ неизвестного - Стивен Бэттерсби

Планеты и планетные системы, открытые за пределами Солнечной системы, поражают нас удивительным разнообразием. Некоторые из них нежатся в свете сразу четырех солнц; другие, покинувшие родные пенаты, как парии блуждают по Галактике, и ни одной звезды поблизости; третьи примкнули к совсем молодой звездной поросли, едва достигнувшие 1 миллиона лет – молокососы среди звезд! Теоретики выдвигают свои предположения о том, какими должны быть внесолнечные миры. Их наивные теории не выдерживают проверку новыми фактами, и, вероятно, впереди нас ждет еще много сюрпризов.

В попытке предвосхитить неожиданности, которые нам может преподнести природа, исследователи рьяно фантазируют, придумывая новые типы экзопланет, которые могут быть открыты в будущем. Не следует считать, что скучающие астрономы просто играют в бирюльки, ведь очень важно понять, до каких пределов может дойти природа в своей способности творить новые миры. Благодаря этому мы можем сравнить нашу Солнечную систему с другими планетами и осмыслить наше место во Вселенной. Многие вымышленные миры бросают нашим формальным теориям образования планет настоящий вызов и вносят смуту в само понимание того, что такое планета. Кроме того, импровизации на тему новых, экзотических типов планет полезны еще и потому, что расширяют наши неизбежно землецентрические[14] представления о том, где может возникнуть жизнь. В конечном итоге в поисках инопланетян помогает фантазия.

В нашей Солнечной системе планеты расположены далеко друг от друга. Вокруг планет вращаются их спутники гораздо меньшего размера. Принято считать, что планеты образуются из протопланетного диска при конденсации частиц пыли вокруг молодой звезды. Постепенно пыль налипает на первоначально небольшие конгломераты, которые превращаются в скалистые глыбы, мчащиеся по орбитам и подгребающие под себя все вещество, встречающееся им на пути. Из обломков, не примкнувших к планете и продолжающих крутиться вокруг нее, образуются спутники. Другая версия образования спутников такова, что они втягивают осколки планетарных тел, которые соударяются на ранних стадиях формирования планетной системы и рикошетом отскакивают друг от друга.

Но есть и третий вариант, причем ему симпатизируют многие астрономы. Наша Луна могла сформироваться, когда в первобытную Землю врезалась планета размером с Марс, отколов от нее значительные куски, впоследствии слившиеся друг с другом и образовавшие наш естественный спутник. Если бы, допустим, это была не лобовая атака, а удар по касательной, одна планета могла бы взять другую на абордаж, и получилась бы двойная планетная система.

Обнаружение двойных планет может пролить свет на бурное детство неоперившихся солнечных систем. Если такой сценарий – столкновение двух планет, в результате которого образовалась наша Луна, – подтвердится, его можно будет применить и к теории образования планет, а не только спутников-«нахлебников». К счастью для астрономов, двойные экзопланеты должны отбрасывать характерные двойные тени, когда они пересекают и частично затмевают сияющие диски своих звезд, – оставляя «транзитные» сигналы, легко обнаруживаемые телескопом «Кеплер» и другими обсерваториями, предназначенными для поиска новых миров.

Несомненно, самой интригующей была бы находка двух землеподобных планет в одной планетной системе. Представьте, что каждую ночь в нашем небе всходила бы другая планета, похожая на нашу. И она была бы тоже обитаема. И на ней бы тоже возникла цивилизация, которая однажды захотела бы отправиться в космос.

Планеты в нашей Солнечной системе следуют каждая своим собственным путем, сопровождаемые верными спутниками. Но иногда им приходится терпеть соседство других небесных тел. Есть такая группа астероидов, называемых троянскими астероидами, которые толкутся в окрестностях точек Лагранжа. Это очень привлекательные места, в которых совместное действие сил притяжения планеты и ее звезды позволяет третьему телу «зависать» над планетой почти неподвижно. Юпитер надзирает за целой армией троянцев, которые вместе с ним обращаются вокруг Солнца, и у Земли есть свой собственный троянский астероид – скалистая глыба с кодовым названием 2010 TK7.

Теоретически ничто не препятствует тому, чтобы объекты размером с целую планету расположились на «групповой» орбите примерно на одинаковом расстоянии от своей центральной звезды. Конфигурации такого рода могут сохраняться миллиарды лет – пока не появится какой-нибудь возмутитель гравитационного спокойствия, который сможет нарушить изысканный хореографический ансамбль вальсирующих по гармоничным орбитам небесных тел. Не совсем понятно, правда, как может в реальности сложиться такая конфигурация.

Если будет доказана возможность существования нескольких планет на одной орбите («ко-орбитальной» орбите), это вступит в противоречие с общепринятой догмой о том, что планета силой гравитации должна расчищать окрестности своей орбиты от других больших объектов. А ведь именно это послужило причиной того, что Плутон в 2006 году вычеркнули из списка полноценных планет. Такие миры могли бы даже перекрестно опыляться благодаря метеоритным ударам, которые будут взрывать скалы, заботливо укрывающие выносливые кусочки генетического материала.

Газовый гигант WASP-12 b вращается вокруг своей звезды на таком обжигающе близком расстоянии, что сильное гравитационное притяжение звезды исказило его форму, превратив в выпуклый овал. Прабал Саксена и его коллеги из университета Джорджа Мейсона в Фэрфаксе (штат Вирджиния, США) решили исследовать, как это приливное искажение может повлиять на скалистую планету типа Земли. Они подсчитали, что экзопланета такого типа из-за растяжения может стать на 20 % шире вдоль экватора, чем вдоль меридиана. А потом разорвется на части.