Космос. От Солнца до границ неизвестного - Стивен Бэттерсби

Открытие таких планет, по форме напоминающих мяч для регби, могло бы стать стимулом для развития планетологии. Реакция планеты на гравитационное давление звезды открывает совершенно новый путь для изучения ее внутреннего состава – например, можно будет выяснить, является ли планета в основном твердой или газообразной. В придачу, гравитационное поле будет по-разному действовать на атмосферы яйцевидных планет в разных местах. Из-за этого климат может меняться совершенно непредсказуемым образом.

По мере развития планетарной системы планеты могут мигрировать внутрь, ближе к своему центральному светилу, или наружу. Подталкиваемые к звездному горнилу, газовые планеты могут лишиться своих атмосфер – их сорвут знойные звездные ветры. В конечном итоге у этих планет не останется ничего, кроме голых скалистых ядер. Такие планеты с сорванными покровами, которые ранее скрывали их глубины, а теперь отброшены прочь, принято называть хтоническими – по аналогии с подземными божествами в греческих мифах. Если, например, холодный мининептун переместится в умеренную, обитаемую зону своей звезды, дополнительное тепло может не только сдуть его атмосферу, но и растопить открытые поверхностные слои, богатые водяным льдом. Такая планета может превратиться в покрытый океаном мир с благоприятным для жизни воздухом.

Можно считать это чистой игрой ума, но некоторые планеты могут находиться в своего рода орбитальном «чистилище» между двумя звездами в двойной системе, крутясь по спирали вокруг соединяющей их оси, перетягиваемые гравитационным «канатом» то к одной, то к другой звезде. Такую модель движения планеты предложил физик-теоретик Юджин Окс из Обернского университета в Алабаме (США). При некоторых условиях орбита, по которой будет двигаться планета как белка в колесе, оказывается довольно стабильной.

Окс провел расчеты для планеты в двойной звездной системе Кеплер-16, состоящей из оранжевого карлика и красного карлика, находящейся на расстоянии 200 световых лет от Земли. Открытая астрономами планета вращается вокруг двух звезд. Планета-буравчик в модели Окса совершает мертвую петлю – один оборот по конусообразной орбите – менее чем за одну земную неделю.

Рис. 7.1. Еще не обнаруженные экзопланеты могут иметь формы и орбиты, непохожие ни на что виденное до сих пор.

Любая форма жизни, которая смогла бы выжить на такой стойкой планете, где смена времен года происходит в течение нескольких дней, была бы свидетелем одного из самых странных явлений на ночном небе. Когда планета-буравчик достигает одной из крайних точек своей орбиты и отправляется в обратное путешествие к другой звезде, в этот момент ближайшее к ней солнце как будто бы меняет направление своего движения.

Наши попытки найти внеземной разум сродни ожиданиям человека, который стоит у телефона-автомата и ждет, когда он зазвонит. С конца 1950-х годов среди ученых преобладает мнение, что инопланетяне должны излучать в космос радиосигналы, поэтому нам нужно только настроиться на нужную частоту, и мы их услышим. Но наши изыскания на текущий момент охватили лишь несколько тысяч звезд в Галактике, насчитывающей сотни миллиардов звезд. Неудивительно, что мы до сих пор не услышали из космоса ни звука, который могли бы отнести к попыткам иных цивилизаций связаться с нами.

Последний проект поиска внеземной жизни стартовал в 2016 году. Он рассчитан на 10 лет, бюджет – 100 миллионов долларов. Проект называется Breakthrough Listen («Прослушивание с помощью прорывных технологий»), его финансирует предприниматель в области технологических инноваций Юрий Мильнер. В рамках проекта будут установлены два крупнейших в мире радиотелескопа, которые будут исследовать миллионы ближайших к нам звезд в широкой полосе радиочастотного спектра. Предполагается прослушать в десять раз более широкий сектор неба, чем во всех предыдущих обзорах, вместе взятых.

Несмотря на все связанные с ним надежды, проект является детищем мышления середины XX века. И с этим согласны сами организаторы. Подобно тому, как повсеместное использование паровой энергии на Земле было лишь переходным этапом ее технологического развития, общение с помощью электромагнитного излучения может оказаться в жизни далекой цивилизации не более чем мимолетным увлечением. Учитывая, что возраст внеземных цивилизаций может насчитывать несколько миллионов лет, наш радиопоиск может показаться смехотворным анахронизмом.

И все же перед нами открываются новые захватывающие стратегии поиска инопланетян, от тщательного изучения способа их дыхания до обнаружения их достижений в области космической техники.

Все известные нам формы жизни – машины для самовоспроизводства. В процессе этого воспроизводства топливо превращается в отходы. В течение времени биохимические процессы бесчисленных миллиардов отдельных существ могут преобразить весь мир весьма ощутимым образом.

На Земле практически все животные вдыхают кислород и выделяют углекислый газ, в то время как растения тратят большую часть своего времени на противоположное. Некоторые бактерии выделяют метан и аммиак. Итак, жизнь производит целый коктейль разнообразных газов, и это отличительный биологический признак нашей планеты. Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, который должен быть запущен в 2021 году, будет проводить глубокое сканирование атмосфер экзопланет и сможет дать нам некоторое представление о биосигналах из других миров. Телескоп будет изучать планеты, проходящие по дискам своих звезд. Во время этих крошечных затмений свет от затмеваемой звезды проходит через гало атмосферы планеты. Спектральный анализ может выявить звездные отпечатки молекул, находящихся за триллионы километров от нас.

С определенной долей везения, устойчивые признаки биологической активности, похожей на нашу собственную, на других планетах можно будет выявить. На практике, однако, экзотические геологические явления, не похожие на земные, а также совершенно чуждые нам биохимические процессы могут исказить сигнал и сорвать наши усилия по его декодированию.

Даже если атмосфера экзопланеты и несет явные признаки жизни, мы не узнаем, населена ли она бессмысленной зеленой слизью или разумными строителями городов. Более надежным подходом к поиску родственных душ можно считать попытки обнаружить сигналы техногенного происхождение – некие химические вещества, которые могут производить только инопланетные интеллектуалы.

Предположим, разумные инопланетяне обладают базовыми знаниями по химии и питают – по крайней мере, в течение определенного периода своей эволюции – такое же пристрастие к глобальному загрязнению окружающей среды, как и мы. Так рассуждает астроном Ави Лёб из Гарвардского университета. Он считает, что мы должны искать в атмосферах иных планет следы таких газов, как хлорфторуглероды (ХФУ). Когда-то повсеместно использовавшиеся в кондиционерах и аэрозольных баллончиках, эти вредные вещества, разрушающие озоновый слой, теперь постепенно выходят из употребления. Тем не менее некоторые из них могут сохраняться в атмосфере в течение десятков тысяч лет, и это расширяет для нас окно обнаружения инопланетной биологической активности.