Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли - Элизабет Таскер

Однако астрономы заметили еще одну аномалию, отчасти противоречащую этому выводу. Оказалось, что самая горячая точка на поверхности планеты расположена не точно посередине дневной стороны, а ближе к востоку. Это указывало на наличие на планете по крайней мере одного механизма, способного обеспечить перенос тепла. Одним из возможных кандидатов на эту роль стала лава. Если 55 Рака e действительно покрыта лавой, то расплавленные горные породы могут перемещаться на дневную сторону, смещая точку максимального нагрева. При попадании на ночную сторону горные породы затвердевают, что препятствует дальнейшей циркуляции.

Такая картина полностью соответствовала данным о 55 Рака e: мир, покрытый расплавленной лавой, без атмосферы, с двумя полушариями с разницей температур свыше 1000 °C — одно купается в обжигающих лучах звезды, второе окутано вечной тьмой. Конечно, паковать чемоданы ради визита туда вряд ли стоит[15], но, по крайней мере, нарисованное астрономами полотно выглядело законченным. Точнее, его можно было бы назвать законченным, если бы всего за несколько недель до того телескоп «Хаббл» не обнаружил на планете атмосферу.

Как и внешние слои звезды, атомы в атмосфере планеты поглощают свет. Если в лучах звезды, проходящих у поверхности планеты, отсутствуют волны определенной длины, то можно, как по отпечаткам пальцев, восстановить состав окружающих планету газов. Из-за небольшого размера и недостаточной толщины слоя газов изучение атмосферы планеты с твердой оболочкой — задача не из простых. Единственный шанс решить ее — наблюдать за прохождением планеты перед поверхностью яркой близкой звезды. Прежние попытки обнаружить атмосферу, которые предпринимались при наблюдении за двумя другими суперземлями, успехом не увенчались. Но в феврале 2016 г. исследователям наконец улыбнулась удача. В данных о планете 55 Рака e, полученных с помощью телескопа «Хаббл», были выявлены первые следы атмосферы этой суперземли.

Главный вопрос, ответ на который мог бы дать перечень отсутствующих в спектре длин волн (а значит, и представление об атмосфере планеты): как вообще на 55 Рака e поддерживается разница температур в 1100 °C? Ведь проносящиеся над ее поверхностью ветры должны перераспределять тепло между раскаленной дневной стороной и более «прохладной» ночной. Одно из возможных объяснений звучит так: атмосфера 55 Рака e — односторонняя.

Идея о том, что вся атмосфера планеты может быть сосредоточена на одной ее стороне, кажется даже более безумной, чем гипотеза о горячем льде или газообразно-жидкой воде. Впрочем, она бы имела право на жизнь, если бы атмосфера состояла из газа, конденсирующегося при попадании на менее горячую ночную сторону. В этом случае дневная сторона планеты была бы окружена парами, которые бы выпадали в виде осадков по мере остывания на ночной половине.

Например, такая атмосфера может быть заполнена испарившимися горными породами. Если часть расплавленной лавы испаряется в атмосферу на дневной стороне, на ночной она, конденсируясь, будет возвращаться в твердое состояние. Сам факт того, что подобная возможность рассматривается, еще раз доказывает невероятную степень нагрева покрытых лавой миров. Предложенная гипотеза может даже объяснить необычное положение эпицентра температуры на дневной стороне планеты: его сдвиг может быть обусловлен процессами в атмосфере, а не активностью потоков лавы.

Но все эти предположения разбились о вывод, сделанный на основе полученных «Хабблом» данных. Выяснилось, что в атмосфере планеты преобладают водород и гелий, что само по себе было неожиданностью — ведь легкие газы испаряются быстрее других элементов. Никто не думал, что эти первичные газы до сих пор присутствуют на 55 Рака e. И без того длинный список тайн планеты пополнился еще одной загадкой. К тому же, если данные газы присутствуют в атмосфере, тогда они должны сохранять газообразную форму даже при очень низких температурах. Поэтому ничто не должно мешать циркуляции между двумя полушариями 55 Рака e.

Единственной зацепкой, полученной «Хабблом», стало обнаружение цианистого водорода. Это вещество, которое в жидкой форме часто фигурирует в романах Агаты Кристи в качестве излюбленного оружия отравителей, образуется при соединении атомов водорода, углерода и азота. Возможно, как раз этот газ влияет на циркуляцию в атмосфере планеты, но как именно он это делает, пока никто не знает.

Стоит отметить, что присутствие цианистого водорода проливает некоторый свет на состав 55 Рака e. В большом объеме такая комбинация водорода, углерода и азота может присутствовать только в атмосфере богатой углеродом планеты. Таким образом, мы вновь возвращаемся к гипотезе о 55 Рака e как об углеродном мире. Если она верна, то — на тот случай, если кого-то продолжает манить сияние алмазной мантии, — мы можем добавить к перечню жутких характеристик планеты еще и чрезвычайно ядовитую атмосферу.

Внешность обманчива, и история изучения 55 Рака e это наглядно демонстрирует. Леденящие кровь догадки о характере среды на ее поверхности показывают, что сопоставимые с Землей размеры и наличие солнцеподобной звезды еще не делают далекую планету похожей на нашу. Если вы думаете, что ничего более странного уже быть не может, вы глубоко заблуждаетесь. Тип звезд, к которому относится Солнце, далеко не единственный в Галактике. Наша звезда хотя бы еще жива.

Бывает, что человек, не получивший Нобелевскую премию, становится более известен, чем если бы он ее получил. Пожалуй, самый яркий пример — астрофизик Джоселин Белл Бернелл. Лето 1967 г. она провела за очень необычным занятием: вместе с несколькими другими исследователями Джоселин занималась монтажом огромного радиотелескопа из 2048 радиоантенн на поле размером с 57 теннисных кортов. Белл Бернелл была аспирантом Кембриджского университета и планировала использовать эту установку в качестве источника данных для своей диссертации. В итоге молодая исследовательница не просто написала диссертацию, но совершила открытие, сделавшее ее одной из самых заметных фигур в мире астрофизики.

Анализируя получаемые с телескопа данные, Белл Бернелл обратила внимание на необычный сигнал. Он представлял собой радиоимпульсы, которые повторялись ровно через 1,337 секунды. Повторялись они с такой феноменальной точностью, что в какой-то момент у Белл Бернелл и ее научного руководителя Энтони Хьюиша даже возникла мысль о возможной связи с внеземной жизнью. Регулярность пульсации была едва ли не точнее атомных часов, что, казалось, указывало на искусственное происхождение ее источника, на стоящую за ним развитую внеземную цивилизацию. Для обозначения неведомого объекта Белл Бернелл и Хьюиш использовали аббревиатуру LGM-1, составленную по первым буквам словосочетания Little Green Men, «маленькие зеленые человечки».

Вскоре Белл Бернелл обнаружила точно такой же сигнал, поступавший с другого участка неба. От идеи о маленьких зеленых человечках пришлось отказаться. Расстояние между источниками сигнала было так велико, что они просто не могли быть частью одной цивилизации, тогда как полное совпадение характера сигналов исключало предположение о двух абсолютно разных формах жизни. Впоследствии Белл Бернелл рассказала, что испытала чувство облегчения, когда пришла к выводу об ошибочности идеи о маленьких зеленых человечках. Как раз тогда подходил к концу срок ее аспирантуры — не самое подходящее время для размышлений об инопланетной жизни. Но что тогда это было? Какой объект мог соревноваться в точности с атомными часами? Оказалось, что это была мертвая звезда.