Загадки космоса. Планеты и экзопланеты - Андрей Мурачёв

Когда мы слышим слова «жидкая вода на поверхности далекой планеты», то тотчас становимся немного астробиологами и начинаем думать о возможности существования жизни на этой планете. Новость о потенциальной обитаемости Проксимы Центавра b в СМИ восприняли восторженно. Ведь ближайшей к нам экзопланетой оказался не лавовый мир, а вполне пригодная для жизни планета! Астрофизики в свою очередь отнеслись более сдержанно. Дело в том, что красные карлики – очень активные звезды. Например, в марте 2017 года произошла вспышка Проксимы Центавра, энергия которой в 1 000 раз превосходила энергию всех прошлых событий. Так что даже если бы когда-нибудь у Проксимы Центавра b была атмосфера, она, по-видимому, давно была бы снесена подобными вспышками ее родительской звезды.

В завершении этой главы хочется поговорить еще об одной звездной системе. HD 131399 A – самая яркая звезда в тройной системе в созвездии Центавра, а также она в два раза массивнее Солнца. Две другие звезды – желтый и красный карлики, которые вращаются друг относительно друга и одновременно вокруг HD 131399 A. Такого рода тройные системы встречаются относительно часто, но что делает интересной именно HD 131399, так это наличие на орбите вокруг HD 131399 A планеты. Газовый гигант HD 131399 A b массой 4 MJ, двигающийся по орбите радиусом около 80 а. е., был открыт с помощью Very Large Telescope («Очень большой телескоп»), или VLT, в 2015 году. Как эта экзопланета могла образоваться и выжить, до сих пор остается загадкой. Галактика умеет удивлять.

Открытие HD 131399 A b было совершено чрезвычайно трудоемким, но очень эффективным методом, который мы пока не обсуждали подробно, – прямым наблюдением. Как я уже говорил, экзопланеты сложно рассмотреть в телескоп, так как они очень тусклые на фоне своих родительских звезд. Но если экзопланета находится на большом расстоянии от своей звезды и при этом достаточно горяча, то, в принципе, ее можно обнаружить. Наблюдения таких планет ведутся в инфракрасном диапазоне, чтобы увидеть тепловое излучение от планеты, при этом свет от самой звезды блокируется диафрагмой (телескопы, с помощью которых можно проводить такие наблюдения, называются коронографами). На рисунке 17 вы можете увидеть в буквальном смысле фотографии системы HD 131399 и принадлежащей ей экзопланеты.

Рисунок 17. Система HD 131399. Видно движение планеты HD 131399 A b

На HD 131399 A b каждый день в течение первой половины года (который длится здесь почти 550 земных лет) можно наблюдать три восхода и три заката. Из-за того, что величина суток на этой планете, как и на Земле, непостоянна, раз в год случается день, когда восход одного светила совпадает с закатом двух других. Начиная с этого момента на HD 131399 A b до конца года будет вечный день. Этот день скорее напоминает сумерки: три солнца системы HD 131399 с поверхности планеты выглядят всего лишь как необычно яркие звезды.

Тройные системы – это не предел. Мы уже говорили, что в Галактике встречаются четырех-, пяти– и даже шестикратные звездные системы с различной иерархической структурой. Чем сложнее система, тем сложнее в ней образоваться планете. Но чем дольше мы изучаем экзопланеты, тем менее прочной становится наша уверенность в том, что чего-то просто не может быть. Ученые, еще не так давно утверждавшие, что в двойной системе не может быть планет, сейчас строят гипотезы, объясняющие формирование планет в системах любой кратности.

Имя Уильяма Гершеля уже встречалось вам на страницах этой книги[57]. Он стал известен миру как один из лучших астрономов-наблюдателей всех времен и человек, который в 1781 году обнаружил Уран, что стало первым открытием планеты со времен Античности. Но в нашем рассказе важно не это, а другое, менее знаменитое открытие Гершеля: обнаружение спутника Сатурна – Энцелада. В этой главе мы вернемся в Солнечную систему и поговорим о некоторых, пожалуй самых интересных, спутниках планет. Это позволит нам посмотреть на экзопланеты с новой, неожиданной точки зрения.

Уильям Гершель родился 15 ноября 1738 года в Ганновере в семье садовника, ставшего военным музыкантом, Исаака Гершеля и неграмотной деревенской девушки Анны Ильзы Морицен. Свой путь он начал с армейской службы, присоединившись в качестве гобоиста к ганноверской гвардии в 1753 году. Через три года началась Семилетняя война, и Гершель, быстро поняв, что военная служба не для него, вместе с братом Якобом отправился в Англию. Вместо военной карьеры в ближайшие годы Гершель посвятил себя музыке, что обеспечило ему безбедную, хоть и довольно напряженную жизнь. Он сочинил много музыкальных произведений и в конце концов добился признания своего музыкального таланта. В возрасте 28 лет Гершель принял приглашение стать органистом в часовне города Бат на западе Англии. Он мог бы сделать успешную карьеру музыканта, если бы однажды ему на глаза не попалась книга о телескопах и о том, что в них можно увидеть. Новая наука сразу очаровала его. Так на свете появился Гершель-астроном.

В 1772 году Гершель отправился на родину и уговорил мать отпустить с ним в Бат его младшую сестру Кэролайн, чтобы она выступала вместе с ним на концертах.

Вскоре Гершель стал буквально одержим астрономией, он посвящал ей все свое время и тратил все деньги на новые телескопы. Понимая, что денег все равно не хватает, Гершель задумал создать собственный телескоп. В ту эпоху зеркала больших телескопов изготавливались не из стекла, а из бронзы – сплава меди с оловом. Процесс ручной полировки одного такого зеркала занимал у Гершеля по 14–16 часов непрерывной работы, бывали дни, когда он проводил за полировочным станком по 30 часов подряд. Но Гершель работал без устали. В результате он преуспел настолько, что в 1778 году сконструировал лучший телескоп своего времени – 7-футовый рефлектор[58].