Голубая точка. Космическое будущее человечества - Карл Саган

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.

Поскольку планеты очень маленькие и отбрасывают отраженный свет, они должны совершенно теряться в сиянии своей звезды. Тем не менее ведется активная работа по поиску полноценных планет вокруг близлежащих звезд – путем регистрации краткого, едва различимого затмения звезды, когда темная планета оказывается между светилом и наблюдателем на Земле. Другой способ – подмечать слабые колебания во вращении звезды, когда ее немного потягивает то в одну, то в другую сторону планета, больше никак себя не проявляющая. Подобные наблюдения будут гораздо эффективнее, если проводить их из космоса. Планета юпитерианского типа, обращающаяся вокруг звезды, примерно в миллиард раз уступает ей по яркости; тем не менее наземные телескопы нового поколения позволят компенсировать мерцание земной атмосферы и обнаруживать такие планеты всего за несколько часов наблюдений. Планета земного типа у ближней звезды будет еще в сто раз тусклее; но уже сейчас представляется, что сравнительно дешевый космический аппарат, выведенный на околоземную орбиту, позволит обнаруживать новые «Земли». Такие поиски пока не принесли результата, но мы явно вот-вот откроем у ближайших звезд первые планеты, сопоставимые по размеру с Юпитером, – если они там найдутся[40].

Одним из важнейших и многообещающих новейших открытий является обнаружение полноценной планетной системы у совершенно непримечательной звезды, удаленной от нас примерно на 1300 световых лет. Этот результат был получен, и весьма неожиданным методом. Пульсар под номером B1257+12 – это стремительно вращающаяся нейтронная звезда, невероятно плотное солнце, представляющее собой остаток массивной звезды, претерпевшей взрыв сверхновой. Периодичность его импульсов измерена впечатляюще точно – один импульс за 0,0062185319388187 с. Пульсар совершает 10 000 об./мин.

Заряженные частицы, попадающие в его интенсивное магнитное поле, генерируют радиоволны, достигающие Земли, – примерно 160 сигналов в секунду. Небольшие, но различимые изменения этой частоты в 1991 г. были гипотетически интерпретированы Александром Вольщаном, в настоящее время работающим в Университете штата Пенсильвания, как слабейшее ответное движение звезды под влиянием обращающейся вокруг нее планеты. В 1994 г. Вольщан подтвердил теоретически спрогнозированные гравитационные взаимодействия этих планет, исследовав погрешность хронометрирования на уровне микросекунд за период с 1991 по 1994 г. Тот факт, что перед нами действительно новые планеты, а не толчки на поверхности нейтронной звезды (или нечто подобное), в настоящее время ошеломляет; сам Вольщан назвал его «неопровержимым». Мы «однозначно идентифицировали» новую солнечную систему. В отличие от других способов, метод хронометрирования пульсара более удобен для обнаружения землеподобных планет, чем для поиска планет-гигантов.

Планета C, примерно в 2,8 раза массивнее Земли, обращается вокруг пульсара за 98 дней и находится на расстоянии 0,47 а. е. от него. Планета B, около 3,7 массы Земли, отстоит от звезды на 0,36 а. е., год на ней составляет 67 земных дней. Масса планеты A, которая еще ближе к звезде, равна примерно 0,015 от массы Земли, а ее расстояние до пульсара – 0,19 а. е. Грубо говоря, планета B находится от звезды примерно на таком расстоянии, как Меркурий от Солнца, планета B вращается по орбите, которая могла бы находиться примерно на полпути от Меркурия до Венеры. Орбита планеты A является внутренней относительно орбит двух других планет, сама планета по массе напоминает Луну и обращается вдвое ближе от звезды, чем Меркурий от Солнца. Мы не знаем, являются ли эти планеты остатками более древней планетной системы, каким-то образом уцелевшей после взрыва сверхновой, на месте которого образовался пульсар, либо они сформировались в ходе аккреции из околозвездного диска, возникшего в результате такого взрыва. Но в любом случае мы узнали о существовании иных «Земель».

Энергия, выдаваемая B1257+12, примерно в 4,7 раза больше солнечной. Но в отличие от солнечной она большей частью представляет собой не видимый свет, а бурный вихрь электрически заряженных частиц. Предположим, что эти частицы бомбардируют планеты и разогревают их. Тогда даже на планете, которая отстояла бы от звезды на 1 а. е., температура была бы примерно на 280 ℃ выше точки кипения воды – то есть больше, чем на Венере.

Эти темные раскаленные планеты явно непригодны для жизни. Но могут быть и другие, расположенные дальше от B1257+12, более гостеприимные. (Обнаружены признаки существования как минимум одного более прохладного мира в системе B1257+12.) Разумеется, мы даже не знаем, сохранились ли вокруг таких планет атмосферы; возможно, всякая атмосфера улетучилась при взрыве сверхновой, даже если существовала ранее. Но нам, по-видимому, удалось открыть самую настоящую планетную систему. Вероятно, в ближайшие десятилетия будет обнаружено еще множество таких систем – как вокруг обычных звезд, похожих на Солнце, так и вокруг белых карликов, пульсаров и звезд, находящихся на других этапах жизненного цикла.