Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Эдвард Саган

У Тритона могут быть большие сезонные полярные шапки из ровного азотного льда, покоящегося под слоями темной органики. По-видимому, еще недавно азотный снег шел на экваторе. Снегопады, гейзеры, органическая пыль на ветру и дымка в высоких широтах – совершенно неожиданные явления в мире с такой тонкой атмосферой.

А почему она настолько тонкая? Потому что Тритон находится очень далеко от Солнца. Если бы можно было как-нибудь подхватить этот мир и перебросить его в район Сатурна, то метановые и азотные льды быстро бы растаяли, сформировалась бы гораздо более плотная атмосфера из газообразного азота и метана, а под действием излучения образовалась бы непрозрачная толиновая дымка. Этот мир стал бы очень похож на Титан. Наоборот, если поместить Титан на орбиту Нептуна, то практически вся его атмосфера замерзла бы, превратилась в снег и лед. Толины выпали бы на поверхность, а очистившаяся от них атмосфера стала бы прозрачной. Поверхность спутника можно было бы наблюдать в обычном свете. Получился бы мир, очень похожий на Тритон.

Два этих спутника не идентичны. По-видимому, в недрах Титана гораздо больше льда, чем в глубине Тритона, и при этом меньше скальных пород. По диаметру Титан почти вдвое больше Тритона. Тем не менее на одинаковом расстоянии от Солнца эти спутники были бы похожи как два брата. Алан Стерн из Юго-Западного исследовательского института полагает, что оба они относятся к обширному семейству небольших миров, богатых азотом и метаном, формировавшихся в молодой Солнечной системе. Возможно, к этой группе также принадлежит Плутон, куда еще не добрались наши зонды[37]. За Плутоном предстоит открыть еще множество подобных объектов. Тонкие атмосферы и льдистые ландшафты подвергаются воздействию как минимум космических лучей, и на них образуются богатые азотом органические соединения. По всей видимости, первокирпичики жизни имеются не только на Титане, но и повсюду на холодных сумеречных окраинах нашей Солнечной системы.

Недавно был обнаружен еще один класс небольших объектов, которые – как минимум на некоторое время – уносятся по своим орбитам за Нептун и Плутон. Иногда их называют «малыми планетами» или астероидами, но они больше похожи на неактивные кометы (у которых, разумеется, нет хвостов; на таком расстоянии от Солнца их льды не испаряются). Но эти тела гораздо крупнее, чем известные нам обычные кометы. Возможно, они – авангард огромного массива маленьких миров, простирающегося от орбиты Плутона и примерно на половину расстояния до ближайшей звезды. Самый близкий к Солнцу регион этого кометного облака Оорта, к которому могут относиться эти новые объекты, называется поясом Койпера, в честь моего учителя Джерарда Койпера, впервые выдвинувшего гипотезу о его существовании. Короткопериодические кометы – в частности, комета Галлея – прилетают из пояса Койпера, притягиваются гравитацией Солнца, проникают во внутреннюю область Солнечной системы, отращивают хвосты и украшают наши небеса.

Еще в конце XIX в. такие зачатки миров – тогда всего лишь гипотетические – были названы «планетезималями». Думаю, это слово образовано по аналогии с английским infinitesimal – «мельчайший». Конечно, планетезимали «крошечными» не назовешь, но на формирование планеты уходит довольно много таких объектов. Например, для образования планеты размером с Землю должны слиться триллионы тел с поперечником примерно километр каждое. Когда-то в планетной части Солнечной системы было гораздо больше таких «мирков». В настоящее время большинства из них уже нет – какие-то были выброшены в межзвездное пространство либо пошли на великое строительство спутников и планет. Но далеко за Нептуном и Плутоном нас могут ожидать остатки, так и не вошедшие в состав крупных объектов. Среди них могут быть довольно крупные, диаметром около 100 км[38], а также ошеломительное количество километровых и более мелких объектов, которыми нашпигованы окраины Солнечной системы на всем пространстве облака Оорта.

Поэтому можно сказать, что за Нептуном и Плутоном еще есть планеты – но они несравнимы по размеру с газовыми гигантами и даже с Плутоном. Во тьме за Плутоном могут таиться и крупные миры, которые вполне заслуживают называться планетами. Чем дальше они расположены, тем маловероятнее, что мы их обнаружим. Однако они могут находиться за самым Нептуном; тогда их гравитация должна заметно влиять на орбиты Нептуна и Плутона и на траектории космических зондов «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2».

Недавно открытые кометные тела (типа 1992QB и 1993FW) не являются планетами такого рода. Порог обнаружения наших приборов позволил их выявить, но еще ближе к краю Солнечной системы, вероятно, ждут открытия и многие другие подобные объекты (которые сложно увидеть с Земли) настолько далекие, что добираться до них придется еще очень долго. Но в наших силах послать маленькие быстрые зонды к Плутону и далее. Было бы целесообразно направить такой аппарат к Плутону и его спутнику Харону, а затем, если получится, вывести его на близкий контакт с одним из «обитателей» пояса Койпера.

По-видимому, скалистые ядра Урана и Нептуна, напоминающие Землю, сначала сформировались сами, а затем притянули на себя значительные количества водорода и гелия из древнего протопланетного облака. Изначально вокруг них бушевала настоящая буря с градом. Гравитации планет как раз хватало на то, чтобы отбрасывать ледяные глыбы, подлетавшие слишком близко; постепенно такие глыбы скапливались в облаке Оорта. Юпитер и Сатурн стали газовыми гигантами в ходе аналогичных процессов. Но их слишком сильная гравитация не позволила поучаствовать в наполнении облака Оорта: приближающиеся к ним ледяные миры Юпитер и Сатурн просто выбрасывали за пределы Солнечной системы, после чего этим телам оставалось лишь блуждать в великой межзвездной тьме.

Итак, прекрасные кометы, порой пробуждающие в нас удивление и благоговение, бомбардирующие внутренние планеты и внешние спутники, а также время от времени угрожающие жизни на Земле, не летали бы так близко от нас, если бы Уран и Нептун не превратились в газовые гиганты 4,5 млрд лет назад.

ЗДЕСЬ Я СДЕЛАЮ НЕБОЛЬШОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ и скажу о планетах, находящихся далеко за Нептуном и Плутоном – в других звездных системах.

Вокруг многих близлежащих звезд замечены тонкие вращающиеся газово-пылевые диски, порой простирающиеся на сотни астрономических единиц[39] (а. е.) от своей звезды (Нептун и Плутон, самые далекие наши планеты, отстоят от Солнца примерно на 40 а. е.). Чем моложе звезда, похожая на Солнце, тем с большей вероятностью у нее окажется такой диск. Иногда в центрах таких систем наблюдается «отверстие», как в пластинке для фонографа. Эта свободная область занимает пространство 30–40 а. е. вокруг звезды. Именно таковы газово-пылевые диски, окружающие Вегу и Эпсилон Эридана. «Отверстие» в газово-пылевом диске у Беты Живописца распространяется только на 15 а. е. вокруг своей звезды. Вполне возможно, что эти внутренние, свободные от пыли зоны были вычищены планетами, которые недавно там образовались. Действительно, считается, что такое выметание имело место и в ранней истории нашей планетной системы. По мере того как качество наблюдений будет улучшаться, мы можем обнаружить характерные детали в конфигурации пыли и свободные от нее зоны – что укажет на присутствие планет, слишком мелких и темных для непосредственного наблюдения. Данные спектроскопии свидетельствуют, что такой диск перемешивается и вещество выпадает на центральную звезду. Возможно, оно берется с комет, которые образуются в газово-пылевом диске, отклоняются невидимыми планетами и испаряются, приближаясь к своему солнцу.