Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли - Элизабет Таскер

Независимо от способа формирования, блуждающие планеты размером с Юпитер — совсем не те миры, на поверхности которых мы бы могли себя представить. Чем легче планета, тем проще ее вытолкнуть из системы, а значит, можно с большой долей вероятности утверждать, что Галактика усеяна планетами земного типа без солнц. В силу небольших размеров их невозможно обнаружить с помощью имеющихся у нас методов. Однако даже если блуждающая планета — газовый гигант, рядом с ней могут быть спутники с твердой поверхностью.

Благодаря огромной массе газовые гиганты являются мощным центром притяжения для миров меньшего масштаба, заставляя их переходить на орбиты вокруг себя. Например, у Юпитера имеется не менее 67[26] спутников. Причем массы четырех самых крупных из них — Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто — составляют от двух третей до двух масс Луны. Это достаточно крупные миры[27]. При выталкивании газовых гигантов из их родительских звездных систем спутники, скорее всего, следуют за ними.

Вряд ли спутники есть только у тех планет, которые заполучили их до того, как были выброшены из родительской системы. Комплекс в Хамелеоне — область звездообразования, состоящая из трех темных облаков с условными названиями Хамелеон I, II и III. Как видно из их названий, облака находятся в созвездии Хамелеон, лежащем в южном небесном полушарии. Хамелеон I включает в себя несколько сотен звезд, среди которых наблюдается необычная дискообразная область.

Объект Сha 110913–773444 обязан своим названием координатам внутри облаков Хамелеон. Это свободнолетящий объект с массой, равной 8 массам Юпитера. Таким образом, его можно классифицировать как блуждающий планетный мир. Также его окружает плоский пылевой диск, похожий на протопланетные диски вокруг молодых звезд. Если в последующем из пыли в этом диске образуются крупные тела, это будет означать, что у блуждающей планеты появятся спутники, которые будут обращаться вокруг нее.

Такой потенциальный спутник будет иметь твердую поверхность из горных пород, но можно ли на ней обнаружить что-то, кроме холодной пустыни? Означает ли отсутствие исходящего от звезды тепла, что спутнику суждено навечно остаться испещренной кратерами, погруженной во тьму каменной глыбой?

И тут впору вспомнить о спутниках газовых гигантов Солнечной системы, чтобы понять, что надежда все-таки есть. Во внешних областях Солнечной системы слишком холодно, чтобы на поверхности находящегося там землеподобного мира могла существовать вода в жидкой форме. Однако у нас есть основания полагать, что под ледяными панцирями нескольких спутников могут скрываться океаны. Наиболее вероятные кандидаты на роль хозяев тайных морей — спутники Юпитера Европа и Ганимед, а также спутник Сатурна Энцелад. Находясь на большом расстоянии от Солнца, эти ледяные сферы не получают излучения в таком объеме, который бы позволил океанам на их поверхности сохранять жидкую форму. Главным источником тепла для них является находящийся рядом газовый гигант.

Поскольку вокруг каждого газового гиганта обращается несколько спутников, их орбиты не могут быть абсолютно круговыми. Европа и Ганимед притягивают друг друга, а также взаимодействуют с самым близким к Юпитеру крупным спутником Ио, тогда как Энцелад притягивается своей сестрой Дионой. В результате взаимодействия этих сил орбиты спутников имеют слегка эллиптическую форму. Поэтому величина гравитационного притяжения планеты, которому они подвергаются при движении по своим орбитам, изменяется. Изменение силы притяжения заставляет спутник сжиматься и разжиматься подобно резиновому мячу, в результате чего внутри него происходит непрерывный процесс деформации, сопровождающийся выделением тепловой энергии. Это тот самый приливный разогрев, который упоминался в главе 7 в качестве источника вулканической активности на планете 55 Рака e. Этот механизм выработки тепла работает настолько эффективно, что, например, Европа рассматривается в качестве объекта с наиболее благоприятными для существования жизни условиями в Солнечной системе за пределами Земли.

Хотя сам факт существования моря, разумеется, не гарантирует наличие в нем живых существ, на Земле жизнь присутствует повсюду, где есть вода. Поэтому для кого-то или чего-то океан под поверхностью спутника блуждающей планеты может оказаться волне пригодным для жизни. Но как быть, если рядом нет газового гиганта? Может ли планета-сирота размером с Землю стать пристанищем для жизни в леденящей пустоте глубокого космоса?

Без сомнения, если Солнце померкнет, нам несдобровать[28]. Несмотря на то что Земля получает небольшое количество тепла от радиоактивных материалов, и к тому же в ее недрах сохраняется тепло, оставшееся от процесса формирования планеты в результате столкновений, вся эта энергия в тысячи раз меньше той, которую мы получаем от Солнца. Одной ее не хватит, чтобы не дать замерзнуть нашим морям и океанам. Чтобы у жизни был хотя бы малейший шанс, блуждающая планета должна оставаться теплой.

Впрочем, сравнение с судьбой Земли, лишенной Солнца, не совсем справедливо. Каменистая планета, выброшенная в межзвездное пространство из протопланетного диска, не может быть похожа на Землю в ее нынешнем виде. Будь наша планета выброшена на поздних этапах процесса формирования, ее атмосфера состояла бы из вещества протопланетного диска, то есть она представляла бы собой практически сплошной слой водорода, а вовсе не ту смесь азота, углекислого газа и кислорода, из которой она состоит сейчас.

В ходе естественного процесса формирования планеты земного типа первичная атмосфера из легких атомов водорода улетучивается под воздействием ультрафиолетового излучения молодого солнца. Однако если планета оказывается выброшена до потери водорода, ей будет проще удержать его благодаря низкой температуре космического пространства. По мере остывания и уплотнения водородная атмосфера теряет способность рассеивать тепло и образует своего рода покрывало над поверхностью планеты. Так что даже при экстремально низких температурах, характерных для космического пространства, водород сохранит газообразное состояние и не будет конденсироваться на поверхности планеты. Таким образом, небольшое количество энергии, исходящей от имеющихся на планете радиоактивных горных пород, будет удерживаться атмосферой, обеспечивая на поверхности температуру, которой может быть достаточно для поддержания воды в жидком состоянии.