Есть ли жизнь в глубинах космоса? Миллионы одиноких планет скитаются во вселенной

Солнце увлекается общим орбитальным движением рукава Ориона нашей Галактики со скоростью 220 км/с в полную неизвестность, куда-то в сторону созвездия Геркулеса. Звездное окружение Солнца тоже не статично, все вокруг находится в постоянном движении, и, конечно, это приводит к наличию на небе Земли некоторого количества звезд с большим собственным смещением на нашем небе - порядка нескольких угловых секунд в год. Тут мы должны вспомнить про . Многие из них - это близкие к нам звезды, которые находятся на расстояниях в десятки световых лет, и это выглядит довольно логично - чем ближе звезда, тем больше должна проявляться ее собственная скорость относительно Солнца и тем больше она должна перемещаться на нашем небе.

Второй комплект данных космической обсерватории GAIA , которая занимается определением трехмерных координат, скоростей, блеска и прочих важных характеристик звезд нашей Галактики, - неисчерпаемая сокровищница знаний для любого ученого, который посвятил свою жизнь астрофизике, звездной астрономии, астрометрии или даже эволюции галактик. GAIA DR2 содержит данные десятков миллионов звезд, которые все еще ждут своих исследователей, в то время пока профессионалы применяют к этой гигантской базе данных технологии data science, снимая самые сливки. Именно здесь немецкий астроном Ральф - Дитер Шольц недавно обнаружил странную тесную систему из красного и коричневого карликов на расстоянии всего в 22 световых года от нас. С точки зрения астрофизика система сама по себе довольно примечательна и требует дальнейшего тщательного изучения, но тут пришли специалисты по астрометрии и потащили одеяло на себя.

Два астронома - Эрик Мамаек (Eric Mamajek) из программы по исследованию экзопланет NASA и его коллега Валентин Иванов - удивились тому, что звезда Шольца совсем не никак не перемещается на небе, хотя, по идее, должна была бы. То есть, получается, что она движется строго по лучу нашего зрения - или к нам или от нас. Вычисления допплеровского смещения показали, что система Шольца удаляется от нас со скоростью 80 км/с, и это, в свою очередь, означает, что какое-то время назад она пролетела совсем близко к Солнечной системе! Дальнейшие вычисления показали, что такой момент был 70 тысяч лет назад и точка встречи находилась в 55 тысячах а.е. от Солнца, далеко вне пределов Облака Оорта, но в 5 раз ближе Проксимы Центавра!

Можете представить такое?

Более того, покопавшись в той же базе GAIA , они увидели, что есть еще одна звезда GJ710, которая направляется к нам с твердым намерением через 1.3 млн лет просвистеть мимо Солнечной Системы на каком-то неуказанном в статье расстоянии.

Эти вещи, в отличие от танцев вокруг мифической Нибиру, - реальны. Их можно пощупать, и, при наличии навыка, вывести какие-то обоснованные версии о том, что может быть дальше. Близкие к Солнечной Системе проходы других звездных систем могут привести к разным последствиям. Во-первых, конечно, объекты облака Оорта - в основном, ледяные кометы, начнут активно вбрасываться внутрь системы, перемещаясь ближе к Солнцу, чтобы или, обогнув его, уйти навсегда в пространство, или, может быть, претерпев многочисленные гравитационные взаимодействия с планетами-гигантами - прежде всего, Юпитером, быть захваченными ими или же начать изменять свои траектории самым причудливым образом. Не исключено, что некоторые из этих траекторий могут впоследствии пересечься с орбитой Марса или Земли и устроить нам похохотать. Вполне возможно, что именно такой механизм и был в основе появления воды на указанных планетах когда очень, очень давно.

Во-вторых действительно близкое прохождение звезды может сместить с мест карликовые планеты пояса Койпера - наподобие Плутона, добавить им спутников, или наоборот, отнять. Сами планеты могут при этом также выбрасываться внутрь системы или же наружу и пропадать в темноте космоса навсегда.

Ну и, конечно, нельзя исключать возможности, что в самом худшем случае и Земля может быть вырвана из ласковых объятий Солнца и отправиться куда подальше, или найти себе любую другую смерть на свой выбор. Впрочем, вероятность подобного исчезающе мала, и серьезно беспокоиться на этот счет я бы не стал.

То есть мы видим, что подобные сближения могут существенно влиять на эволюцию и структуру Солнечной Системы.

Итак, система Шольца, состоящая из красного и коричневого карликов, просвистела с относительной скоростью 80 км/с на расстоянии 55 тыс а.е. от Солнца 70 тысяч лет назад. Наши предки с каменными топорами и копьями даже не подозревали о таком грозном соседе, ибо его видимый блеск на небе был в 100 раз меньше 6й звездной величины, доступной глазу.

Но мне так хочется верить, что, если б звезда Шольца была видима, обязательно нашелся бы какой-нибудь питекантроп, который задал себе вопрос "почему то? почему так?" и написал бы об этом в каменном блоге, подписанном как-то вроде "Неба хватит на всех"...

В далеком 1960 г. Фрэнк Дрейк (Frank Drake) основал исследовательский фонд SETI

Далекая гигантская экзопланета 51 Pegasi b глазами художника

Планетарная система красного карлика Gliese 581 — один из главных «кандидатов на жизнь»

Буквально через год на вахту заступит орбитальная миссия Kepler, которая займется поиском внеземной жизни

Поучаствует в этом и новая радио-обсерватория АТА в калифорнийской пустыне

Примерно так рассуждает доктор Сет Шостак (Seth Shostack), научный руководитель знаменитого проекта SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence — «Поиск внеземного разума»). Для Шостака и его коллег внушительное количество планет во Вселенной означает одно: крайне маловероятно, что мы одиноки. Огромное число звезд с планетарными системами делает практически неизбежным тот факт, что где-то в глубинах космоса существуют другие планеты, подобные нашей — с атмосферой, жидкими океанами воды, мягким стабильным климатом, пригодным для зарождения жизни. А раз так, — рассуждает Шостак, — то неизбежен и тот факт, что жизнь там появилась и, по законам эволюции, через какое-то время породила высокоразвитых существ, создавших технологичные цивилизации и сумевших наладить радиосвязь.

Все это звучит довольно логично — если б не один факт. За без малого полвека работы проекта SETI, полвека постоянного напряженного вслушивания в пространство, ученые не услышали ни единого шепота от наших потенциальных братьев по разуму.

Впрочем, вплоть до 1995 г. никто вообще не был окончательно уверен в том, что где-либо кроме нашей Солнечной системы существуют планеты. Первой обнаруженной экзопланетой стал гигант (около 0,5 массы Юпитера), вращающийся вокруг звезды 51 в созвездии Пегаса (51 Pegasi b). Скорость движения планеты оказалась поразительной: она совершала полный оборот вокруг своего светила всего за 4 земных дня. А исходя из данных о яркости звезды и минимального приближения планеты к ней, ученые показали, что температура на ее поверхности достигает 1000 ОС. С тех пор и до сегодняшнего дня обнаружено более 260-ти экзопланет, но ни одну из них нельзя окончательно назвать «второй Землей». Чем больше астрономы узнавали о далеких мирах — тем более одинокими мы себя чувствовали.

Но вот почти ровно год назад группа швейцарских астрономов сделала поразительное открытие — третья планета в системе звезды Gliese 581 оказалась похожей на Землю, как ни какая другая. Об их находке мы писали как раз в апреле прошлого года: « Соседи ». Планета была и самой маленькой (на тот момент) из известных нам экзопланет — массой в 5,5 раз больше земной — и оказалась расположена как раз на подходящем расстоянии от своей звезды, в «обитаемой зоне », условия в которой вполне могут поддерживать жизнь.

Астрономы установили и некоторые другие обстоятельства этой планеты — например, что гравитация на ней вдвое выше земной; что на ней вряд ли есть, как у нас, довольно высокие горы, а местный ландшафт представляет собой скорее обширные холмистые равнины. Сама звезда Gliese 581 является красным карликом , то есть, намного холоднее и крупнее Солнца (и, понятно, красного, а не бело-желтого цвета) — но благодаря явлению Рэлеевского рассеяния небо над планетой все равно будет голубым — правда, облака окажутся скорее розовыми. Хотя звезда холоднее нашей, планета находится ближе к ней, чем мы к Солнцу, так что температурные условия там сходные с земными. Так, практически мимоходом, выяснилось, что большое содержание в атмосфере далекой планеты парниковых газов делает ее слишком горячей для нормальной жизни. Конечно, есть и на Земле экстремально термофильные организмы, вполне комфортно живущие при таких условиях — но ученые все же оценили вероятность наличия жизни на смотрят на Gliese 581с довольно скептически. И уже вскоре — летом того же 2007 г. — в качестве «кандидата номер один» на звание пригодной для жизни экзопланеты вышла соседняя Gliese 581d. Мы писали об этой планете в заметке «Ошиблись адресом ».

Тем временем астрономы не устают открывать все новые и новые экзопланеты. Самой удачливой в этом деле оказалась группа Джоффа Марси (Geoff Marcy) из Беркли, на счету которой более 100 из них. Впрочем, ни одна из них даже близко не напоминает Землю. Так что ученые надеются на нового помощника, который вступит в игру в 2009 г.

Это — новый орбитальный телескоп Kepler , основная задача которого состоит как раз в поиске экзопланет. Миссия рассчитана на 4 года работы, за которые она должна изучить более 100 тыс. звезд — астрономы уверены, что этих данных будет более чем достаточно, чтобы понять, наконец, насколько подобные Земле планеты распространены в пределах нашей галактики. К слову, даже по самым пессимистическим оценкам, Kepler должен обнаружить по крайней мере 50 таких планет: это будет своеобразная «адресная книга» для поиска инопланетного разума.

Но и это еще не все. В пустыне, почти в 500 км от Сан-Франциско возводится еще один масштабный инструмент — обсерватория Allen Telescope Array (АТА), создание которой оплатил фонд знаменитого миллиардера, одного из основателей Microsoft Пола Аллена (Paul Allen). Планируется, что он будет представлять собой массив из 300 гигантских радиоантенн, работающих совместно, что даст им непревзойденную возможность заглянуть в глубины Вселенной. И направлены тарелки АТА будут именно на те звезды, где потенциально может появиться жизнь. Часть из них уже введена в эксплуатацию и начала поиск (мы писали об этом проекте подробно: «Ждем сигнала »). Кажется, осталось лишь немного подождать: если жизнь вне Земли существует, то она будет найдена.

Кстати, есть и еще одно вероятное место обитания «зеленых человечков» — двойная звездная система HD 113766. Собственно, планет в ней пока не обнаружено, но все условия для ее формирования существуют — читайте: «Планета, подобная нашей ». А между тем, другие ученые решили не дожидаться, пока чужой сигнал достигнет наших приборов — и отправить в космос свой («

 5.04.2011 01:20

Астрономия далеко шагнула в своих исследованиях далеких и близких звезд и галактик. Сотни профессионалов, миллионы любителей каждую ночь направляют в звездное небо свои телескопы.

Самый главный телескоп планеты - орбитальный космический телескоп НАСА «Хаббл» открывает для астрономов невиданные горизонты далекого космоса. Но, наравне с великими открытиями, «Хаббл» преподносит и величайшие загадки. В ЯНВАРЕ 1995 года немецкий астрономический журнал опубликовал короткое сообщение, на которое немедленно откликнулись все научные, религиозные и популярные издания планеты.

Каждый издатель обратил внимание своих читателей на совершенно разные аспекты этого сообщения, однако суть сводилась к одному: во Вселенной обнаружена Обитель Бога.

Олег КУРБАТОВ

После расшифровки серии снимков, переданных с телескопа «Хаббл», на пленках четко проявился большой белый город, плывущий в космосе. Представители НАСА не успели вовремя отключить свободный доступ к веб-серверу телескопа, куда попадают все изображения, полученные с «Хаббла», для изучения в различных астрономических лабораториях. Таким образом, принятые с телескопа фотоснимки, впоследствии (и до сих пор) строго засекреченные на несколько минут стали доступны пользователям всемирной сети.

Так что же увидели астрономы на этих удивительных фотоснимках? Сначала это было всего лишь маленькое туманное пятнышко на одном из кадров. Но когда профессор университета Флориды Кен Уилсон (Ken Wilson) решил разглядеть фотоснимок подробнее и в дополнение к оптике «Хаббла» вооружился ручной лупой, он обнаружил, что пятнышко имеет странную структуру, которую невозможно объяснить ни дифракцией в линзовом наборе самого телескопа, ни помехами в канале связи при передаче снимка на Землю.

После короткого оперативного совещания было решено переснять указанный профессором Уилсоном участок звездного неба с максимальным для «Хаббла» разрешением. Огромные многометровые линзы космического телескопа сфокусировались на самом дальнем уголке Вселенной, доступном обзору телескопа. Прозвучало несколько характерных щелчков затвора фотоаппарата, которыми озвучил компьютерную команду фиксирования изображения на телескопе шутник-оператор. И «пятнышко» предстало перед изумленными учеными на многометровом экране проекционной установки лаборатории управления «Хабблом» сияющей структурой, похожей на фантастический город, некий гибрид свифтовского «летающего острова». Лапуты и научно-фантастических проектов городов будущего.

Огромная конструкция, раскинувшаяся в просторах Космоса на многие миллиарды километров, сияла неземным светом. Плывущий Город единодушно был признан Обителью Творца, местом, где только и может располагаться престол Господа Бога. Представитель НАСА заявил, что Город не может быть населен в привычном смысле этого слова, вероятнее всего, в нем живут души умерших людей.

Впрочем, имеет право на существование и другая, не менее фантастичная версия происхождения космического Города. Дело в том, что в поисках внеземного разума, само существование которого уже несколько десятилетий даже не ставится под сомнение, ученые сталкиваются с парадоксом. Если предположить, что Вселенная массово заселена множеством цивилизаций, стоящих на самых разных уровнях развития, то в их числе неизбежно должны оказаться некие суперцивилизации, не просто вышедшие в Космос, а активно заселившие огромные пространства Вселенной. И деятельность этих суперцивилизаций, в том числе инженерная - по изменению естественной среды обитания (в данном случае космического пространства и находящихся в зоне влияния объектов) - должна быть заметна на расстоянии многих миллионов световых лет.

Однако ничего подобного до последнего времени астрономами замечено не было. И вот - явный техногенный объект галактических масштабов. Не исключено, что Город, обнаруженный «Хабблом» на католическое Рождество в конце XX века, оказался именно таким искомым инженерным сооружением неизвестной и весьма могущественной внеземной цивилизации.

Размеры Города поражают. Ни один известный нам небесный объект не в состоянии соперничать с этим исполином. Наша Земля в этом Городе была бы просто песчинкой на пыльной обочине космического проспекта. Куда же движется - и движется ли вообще - этот гигант? Компьютерный анализ серии фотоснимков, полученных с «Хаббла», показал, что движение Города в общем совпадает с движением окружающих его галактик То есть относительно Земли все происходит в рамках теории Большого Взрыва. Галактики «разбегаются», красное смещение увеличивается с ростом расстояния, никаких отклонений от общего закона не наблюдается.

Однако при трехмерном моделировании удаленной части Вселенной выяснился потрясающий факт: это не часть Вселенной удалена от нас, а мы - от нее. Почему точка отсчета перенесена в Город. Потому что именно это туманное пятнышко на фотоснимках оказалось в компьютерной модели «центром Вселенной». Объемное движущееся изображение наглядно продемонстрировало, что галактики-то разбегаются, но именно от той точки Вселенной, в которой расположен Город. Другими словами, все галактики, в том числе и наша вышли когда-то именно из этой точки пространства, и именно вокруг Города происходит вращение Вселенной.А потому первое представление о Городе, как об Обители Бога, оказалось на редкость удачным и близким к истине.

Что же сулит это открытие человечеству и почему о нем не было слышно почти семь лет Наука и религия уже давно решили помириться и по мере сил и возможностей помогают друг другу раскрывать тайны и загадки окружающего мира И если наука вдруг сталкивается с неразрешимым феноменом, религия почти всегда дает происходящему вполне реальное объяснение, которое постепенно берется на вооружение и строгими научными кругами.

В данном же случае произошло обратное, наука с помощью технических средств подтвердила или, по крайней мере, привела весомое доказательство верности основного постулата религии - о существовании единого Творца, живущего в сияющем Городе на небесах.

Однако, сколь бы ожидаемым ни было подобное сообщение, его последствия практически непредсказуемы. Всеобщая эйфория религиозных фанатиков, обрушение материалистического фундамента современной науки - все это может привести к необратимым и страшным последствиям. Поэтому фотоснимки были немедленно засекречены, а доступ к изображениям Города Бога получили лишь облеченные особыми полномочиями люди, которые реально, а не по телевизору, управляют жизнью отдельных стран и планеты в целом.

Однако секретность - не лучшее средство достижения целей, и против любого замка найдется отмычка. Мы предлагаем читателям один из серии снимков, переданных с «Хаббла», с изображением загадочного Города, плывущего в необъятных глубинах бесконечного Космоса. Сегодня нам остается лишь ожидать официальной реакции государственных структур и высших лиц Церкви на сообщение об обнаружении астрономами того, о чем многие тысячелетия человечество могло лишь догадываться.

Секретные спецслужбы США положили в свои сейфы информацию, имеющую колоссальное значение для всей Вселенной. Но как можно скрывать столь ошеломляющее открытие? Почему Америка присвоила себе право решать, что могут знать жители Земли, а что им знать рано Ответом на эти вопросы может стать лишь снятие их с повестки дня. Либо в силу установления полного доминирования США на планете, либо как утративших актуальность из-за полного рассекречивания сегодняшних архивных тайн и загадок. Что ж, нам остается ждать времени открытия американских сейфов в них. Обитель Бога оказалась скрыта от землян надежней, чем в глубинах Вселенной.

Открыты планеты, которые странствуют по Галактике, вместо того чтобы обращаться вокруг звезд.

Древнегреческие астрономы видели объекты, движущиеся по ночному небу, и назвали их планетами, что означает «блуждающие [звезды]». В то время как настоящие звезды выглядели закрепленными на небосводе, планеты от ночи к ночи меняли свое положение. Позднее стало ясно, что они движутся вокруг Солнца.

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

С середины 1990-х годов астрономы стали находить планеты за пределами Солнечной системы. Теперь нам известно уже более полутысячи так называемых «экзопланет». До недавнего времени все эти миры обнаруживались рядом со звездами, что делало эти системы аналогами нашей Солнечной. Однако новые астрономические наблюдения позволили отыскать и нечто иное: блуждающие планеты, не обращающиеся вокруг звезд, а свободно летящие через Галактику.

Оценки, основанные на полученных данных, свидетельствуют, что число планет в межзвездном пространстве может втрое превосходить количество звезд в Галактике, достигая ошеломляющей величины в 600 млрд свободно движущихся планет-изгоев, как их теперь стали называть. Новые исследования позволяют глубже проникнуть в тайну рождения всех планет.

Группа под руководством астрофизика профессора Такахиро Суми (Takahiro Sumi) из Осакского университета (Япония) нашла в открытом космосе десять планет, которые, по-видимому, не связаны ни с одной звездой. Планеты были замечены в направлении центра нашей Галактики и все сравнимы по массе с Юпитером, а значит, являются газовыми гигантами.

1. КАМЕНИСТЫЕ ПЛАНЕТЫ Похожи на Землю. Формируются вблизи от родительской звезды и имеют твердую поверхность. В Солнечной системе это планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Масса ограничена десятью массами Земли (6*1024 кг). Предполагается, что их численность среди блуждающих планет может быть выше, чем их более крупных родственников.

2. ГАЗОВЫЕ ГИГАНТЫ Рождаются в холодных внешних областях планетных систем, там, где в Солнечной системе находятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Обычно имеют массы в диапазоне от 10 земных до 13 масс Юпитера (1,8*1027 кг). Сотни планет-гигантов открыты на орбитах вокруг других звезд, а теперь обнаружено, что у некоторых таких планет звезд по соседству нет.

3. КОРИЧНЕВЫЕ КАРЛИКИ Тяжелее 13 масс Юпитера, легче маломассивных звезд (обычно около 80 масс Юпитера). Формируются как звезды в облаках межзвездного газа, но недостаточно массивны, чтобы в их недрах начались реакции термоядерного синтеза с участием водорода. Много общего с планетами-изгоями, но, раз они образуются по типу звезд, их и считают звездами.

4. СУБКОРИЧНЕВЫЕ КАРЛИКИ Свободно движущиеся объекты с массами меньше нижнего предела для коричневых карликов. Похожи на гигантские газовые планеты, но образуются скорее как звезды, подобно коричневым карликам. Термин «субкоричневый карлик» предложен Международным астрономическим союзом в 2001 году. Субкоричневые карлики могут быть похожи на планеты-изгои.

КТО ЕСТЬ КТО В ГАЛАКТИКЕ

Как засечь планету-изгоя

Поскольку сами по себе планеты света не испускают, их поиск представляет для астрономов непростую задачу. В прошлом экзопланеты регистрировались в основном благодаря гравитационному взаимодействию со своими звездами: оказываясь на разных участках орбиты, планета немного «сдвигает» звезду то в одну, то в другую сторону. Такой способ, естественно, не годится для обнаружения планет-изгоев, у которых нет звезд. Вместо него группа Суми использовала эффект гравитационного микро-линзирования. Он основан на том, что гравитация планеты действует подобно линзе и вызывает кратковременные повышения яркости далеких звезд, когда планета в своем движении оказывается в точности на линии, соединяющей Землю со звездой.

Телескоп MOA-II в обсерватории Маунт-Джон, где группа профессора Суми наблюдала микролинзирование

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Такие события регистрировались с помощью телескопа MOA-II новозеландской обсерватории Маунт-Джон и с помощью телескопа Варшавского университета обсерватории Лас-Кампанас в Чили. О том, что найденные объекты достаточно малы, чтобы их можно было считать планетами, свидетельствует небольшая длительность события микролинзирования - чем оно короче, тем меньше масса объекта.

Причина, ранее затруднявшая подобные наблюдения, - планеты, имея сравнительно небольшую массу, дают лишь кратковременный эффект микролинзирования, длящийся 1-2 дня, - для астрономов это совсем немного. Лишь недавно появились технологии, позволяющие такое отслеживать.

1. Планета-изгой движется сквозь космос вдали от звезд. Поэтому она не дает отраженного света и не видна.
2. Когда планета проходит перед далекой звездой, ее гравитация фокусирует звездный свет, подобно линзе, вызывая возрастание блеска звезды.
3. Вскоре планета проходит дальше, и блеск звезды возвращается к исходной величине.
4. Нарисовав зависимость блеска звезды от времени, астрономы могут вычислить массу и размеры объекта, вызвавшего линзирование.
5. Таким способом группа Суми обнаружила 10 объектов, которые по массам и размерам сравнимы с Юпитером. При этом не было признаков наличия у этих планет звезд.

Возможность гравитационного линзирования следует из теории Альберта Эйнштейна. Его общая теория относительности описывает гравитацию как искривление пространства-времени. Гравитация способна искривлять не только траектории движущихся объектов, но и лучи света. Гравитация массивной галактики может усиливать свет далеких небесных объектов, действуя как гигантская космическая линза. Микролинзирование - проявление тех же эффектов в меньших масштабах, что позволяет астрономам обнаруживать объекты планетной величины, своей гравитацией вызывающие небольшое возрастание яркости фоновых звезд. Группа профессора Такахиро Суми из Осакского университета в Японии использовала это для поиска планет-изгоев.

По астрономическим меркам планеты-изгои - относительно небольшие объекты, и вызываемый ими линзовый эффект длится всего 1-2 дня. Это означает, что нужно очень часто, каждые 10-60 минут, делать снимки и следить за изменениями блеска звезд. Наблюдаемые астрономами объекты очень слабые, и для их фотографирования требуются длительные экспозиции, чтобы собрать побольше света. Данное исследование стало возможным благодаря применению новых высокочувствительных сенсоров, способных быстро получать снимки. Помогло также использование широкоугольных телескопов, поскольку их поле зрения охватывает больше объектов, обеспечивая тем самым максимальный эффект от применения скоростных сенсоров.

МИКРОЛИНЗОВАНИЕ

Как засечь планету по искривлению света!

Дополнительное преимущество метода, основанного на микролинзировании: он позволяет астрономам убедиться, что данная планета действительно одинока в космосе. Если бы любая из обнаруженных планет обращалась вокруг звезды по орбите размером до 10 а.е. (астрономических единиц - расстояний от Земли до Солнца), то гравитация звезды искажала бы микролинзовый сигнал. Ничего подобного не наблюдается.

Звезды образуются, когда облака газа и пыли начинают уплотнятся

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Впрочем, к этим оценкам нужно пока относиться скептически. Как отмечают некоторые астрономы, для газового гиганта совершенно естественно находиться более чем в 10 а.е. от своей звезды. «Взгляните на нашу Солнечную систему. Нептун обращается в 30 а.е. - говорит доктор Саша Куанц (Sascha Р Quanz) из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. - Я верю, что обнаружены планеты, но не убежден, что все они - свободно летящие »

Но сколько бы планет-изгоев ни было обнаружено в действительности, вопрос о том, откуда они могли появиться, остается дискуссионным.

Рождение изгоев

Существование свободно летящих планет давно предсказывалось теоретически, но при этом считалось, что они образуются примерно тем же путем, что и звезды, - из облаков газа в межзвездном пространстве, которые сжимаются под действием собственного гравитационного притяжения.

Один из основных аргументов в пользу данного варианта заключался в следующем. Обычные планеты, как в нашей Солнечной системе, формируются, по сути, из мусора, оставшегося при образовании звезды, - газопылевого диска в ее экваториальной плоскости. Однако в ранних компьютерных моделях образования планет ни за что не удавалось объяснить, каким образом эти планеты могут выбрасываться из диска в открытый космос. Было также известно, что космические объекты, называемые «субкоричневыми карликами», которые тяжелее таких планет, как Юпитер, но легче звезд, в действительности образуются, как звезды. Нет ничего невозможного в том, чтобы свободно летящие планеты формировались бы тем же способом.

Несколько юпитероподобных планет, которые не обращаются вокруг звезд, обнаружены астрономами по наблюдениям далеких звезд, когда планеты проходили на их фоне. По частоте таких событий в обследованной части космоса подсчитано, сколько межзвездных планет должно быть в нашей Галактике, и астрономы пришли к выводу, что их может быть больше, чем самих звезд, число которых оценивается в 300 млрд. Это означает, что планет, дрейфующих среди звезд, может быть больше, чем обращающихся вокруг них. Исследования планет у других звезд говорят о том, что наша система со своей свитой из восьми планет, вращающихся вокруг Солнца, скорее исключение - у большинства звезд обнаруживается лишь по одной планете. Эти новые открытия грозят перевернуть наши привычные представления о планетах как о телах, обращающихся вокруг звезд.

«Со временем классификация планет становится всё более запутанной, - говорит астрофизик Филип Лукас (Philip Lucas) из Хартфордширского университета (Великобритания). - Разнообразие их типов гораздо выше, чем считалось ранее ».

Но вскоре в усовершенствованных, благодаря более мощным компьютерам, численных моделях стали обнаруживаться сценарии, в которых по ходу формирования планет вокруг звезды между ними случаются тесные сближения, приводящие к тому, что один из молодых миров может быть выброшен из планетарной колыбели, словно пращой, в холодные и темные глубины космоса.

Астрономы-наблюдатели тем временем стали находить у звезд экзопланеты на чрезвычайно удаленных орбитах. Такие планеты легко могли бы быть выброшены. «Планеты на удаленных орбитах слабо связаны с родительской звездой », - объясняет Филипп Лукас (Philip Lucas), астрофизик из Хартфордширского университета, специализирующийся на звездообразовании и экзопланетах.

Теперь работа наблюдателей увенчалась открытием группой Суми планет-изгоев с массой, как у Юпитера. «Новооткрытые объекты могли бы в принципе рождаться и в протопланетных дисках возле молодых звезд , - говорит профессор Иоахим Вамбсгансс (Joachim Wambsganss), астроном из Гейдельбергского университета в Германии. - Некоторые из них впоследствии вышибаются со своих орбит либо в результате взаимодействия между планетами, либо из-за встречи с соседними звездами ».

Признаки жизни

Если планеты-изгои проводят свои ранние годы, купаясь в теплых лучах молодой звезды, то не исключено, что на некоторых из них еще до того, как они были выброшены из системы, могла возникнуть жизнь. И если так, то может ли эта жизнь сохраниться до наших дней в ходе путешествия сквозь межзвездную пустоту?

Подобно луне Юпитёра Европе, планеты-изгои могут сохранять жизнь в своей глубине.

НАША ГАЛАКТИКА МОЖЕТ ИЗОБИЛОВАТЬ БЛУЖДАЮЩИМИ МИРАМИ

Часть планетологов считает это совершенно невозможным. Вдали от живительного тепла звезды поверхность блуждающей планеты вскоре станет негостеприимной ледяной пустыней. Однако другие ученые полагают, что планета может не остыть окончательно благодаря геотермальной энергии - остаточного тепла от ее образования и энергии, выделяющейся при распаде радиоактивных элементов.

«Температура внутри Юпитера очень высока. В центре - 20 000 °С », - говорит профессор Дэвид Стивенсон (David Stevenson) из Калифорнийского технологического института (США). По пути от центра к поверхности температура падает до межпланетной. Но где-то между этими крайностями должна быть умеренная зона. «В атмосфере Юпитера и сейчас есть место, где температура такая же, как на поверхности Земли, и есть жидкая вода , - говорит Стивенсон. - Это несомненно »

Проблемой, конечно, является отсутствие твердой поверхности - как на Юпитере, так и на подобных ему газовых гигантах, открытых Суми с коллегами. Однако Стивенсон не считает это непреодолимым препятствием для возникновения жизни. «Жизнь не обязательно должна на чем-то стоять », - говорит он. По словам Стивенсона, микроскопическая жизнь может, например, обитать на аэрозольных частицах в атмосфере газового гиганта.

Другая возможность для существования жизни связана со спутниками, обращающимися вокруг юпитероподобной планеты-изгоя. «Блуждающие планеты вполне могут обладать спутниками, состоящими из смеси льда и камней, как у газовых гигантов Солнечной системы », - говорит Лукас. В самом деле, спутник Юпитера Европа сейчас рассматривается в качестве кандидата в обитаемые миры. Поверхность Европы полностью покрыта льдом. Но ее внутренности разогреты приливными деформациями, которые вызывает гравитация Юпитера и других его спутников, и это обеспечивает существование подповерхностного океана жидкой воды. Возможно, то же самое происходит и с лунами, которые обращаются вокруг планет-изгоев.

Возможна ли жизнь на планетах без родительской звезды?

Важно различать условия, необходимые для поддержания жизни и для ее возникновения. Мы не знаем, как появилась жизнь на Земле, но благоприятные условия для ее возникновения явно складываются гораздо реже, чем просто для поддержания ее существования. Если планета выброшена из своей системы на раннем этапе своей истории, то она быстро остынет, так что крайне маловероятно, чтобы на ней могла появиться жизнь. Но если у планеты было достаточно времени для зарождения жизни под воздействием звезды, прежде чем произошел ее выброс из системы, то для поддержания жизни энергии может хватить.

Где могла бы существовать эта жизнь?

После выброса из системы планета быстро остывает и обледеневает. Но мы видим в нашей Солнечной системе, что в таких местах, как спутник Юпитера Европа, под толстым слоем льда может находиться жидкая вода. Вот там и может быть жизнь.

О жизни какого типа может идти речь?

Проводились исследования - еще в 1970-х годах, когда мы впервые стали задумываться о возможность существования жидкой воды на Европе, - в которых оценивалось, достаточно ли будет энергии для поддержания жизни гигантских кальмаров или рыб. Как выяснилось, ни для чего подобного энергии не хватит. Так что крайне маловероятно, чтобы на планетах-изгоях были какие-то крупные формы жизни, речь может идти фактически только о микробах.

Могут ли такие населенные микробами миры сеять жизнь среди бесплодных планет вдоль своего пути?

Теоретически это возможно. Точно есть обмен веществом между Марсом и Землей - найдены камни, попавшие к нам с Марса. Если микробы находятся в глубине большого камня (чтобы при падении не сгореть в атмосфере) и если путешествие окажется быстрым по геологическим меркам (что вполне возможно), камень может предохранить микробы от разрушительных космических излучений. Но это в пределах Солнечной системы. Перенести жизнь с планеты, странствующей по межзвездному пространству, куда труднее. Галактика достаточно пустынна, и шансы, что по стечению обстоятельств планета-изгой попадет в окрестности другой планетной системы, чрезвычайно малы. Но они есть.

ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА ПЛАНЕТАХ-ИЗГОЯХ?

А что можно сказать о землеподобных каменистых планетах в межзвездном пространстве? Ведь если даже планета с массой Юпитера может быть выброшена из молодой планетной системы, это тем более может случиться с менее массивными «Землями». В действительности таких планет, блуждающих по межзвездному пространству, должно быть даже больше, чем огромных газовых гигантов.

Может ли Земля стать планетой-изгоем?

Теория гласит, что планеты-изгои выброшены из молодых планетных систем при гравитационном взаимодействии с другими планетами. Может ли это случиться с Землей? «Если в Солнечной системе возникнет неустойчивость, которая приведет к тесным сближениям планет и изменениям их орбит и если Земля не столкнется с другими планетами или с Солнцем, она покинет систему », - говорит Димитри Верас (Dimitri Veras) из Кембриджского университета (Великобритания). В 2009 году Жак Ласкар (Jacques Laskar) и Микаэль Гастино (Mickael Gastineau) из Парижской обсерватории посчитали, что в 1% случаев Меркурий изменит свою орбиту, возможно также и тесное сближение Марса с Землей. Это именно та цепочка событий, в конце которой планета может быть выброшена из системы. Однако Верас подчеркивает, что «это крайне маловероятно ».

Сможет ли человечество выжить на Земле-«изгнаннице»?

Если из-за странного выверта в Солнечной системе Землю выбросит в межзвездное пространство, может ли человечество надеяться на выживание? Когда Земля удалится от Солнца, температура быстро упадет примерно до 30 кельвинов (-243 °С). Одним из решений может быть уход в подземелья, где геотермальная энергия будет использована для обогрева и выработки электричества. Эту энергию можно использовать для питания ультрафиолетовых ламп, что позволит выращивать урожай. Планетолог Дэвид Стивенсон (David Stevenson) из Калифорнийского технологического института рассчитал, что количество доступной геотермальной энергии составляет около 1/10 000 от того количества, которое Земля получает от Солнца, что неплохо. Даже если биоактивность станет в 10 тыс. раз меньше, чем сейчас, это всё равно будет вполне живая планета.

Может ли планета-изгой когда-нибудь влететь в Солнечную систему?

Если межзвездное пространство изобилует планетами, то возможно, что одна из них пройдет вблизи от Солнечной системы или пролетит сквозь нее. Это вызовет возмущения в кометах облака Оорта, заполняющего внешнюю часть Солнечной системы, и приведет к смертоносным столкновениям комет с Землей. В 1999 году появились данные о том, что к нам приближается звезда Глизе 710 (Gliese 710) из созвездия Хвост Змеи (она сейчас на расстоянии 63 световых лет от нас). Через 1,36 млн лет Глизе 710 пролетит вблизи от Солнечной системы, усилив поток комет. Хорошая новость состоит в том, что хотя число планет сопоставимо с числом звезд, на них приходится не более 1/10000 всей звездной массы. Из-за слабой гравитации планетам придется подходить гораздо ближе к облаку Оорта, чтобы вызвать катастрофический для Земли эффект.

Стивенсон считает, что такие планеты в некоторых случаях, также могут нести жизнь. Согласно его выкладкам, если атмосфера землеподобной планеты богата водородом (газом, который всегда в избытке присутствует в молодых планетных системах), то, возможно, поверхность планеты останется теплой за счет парникового эффекта. Он будет сохранять геотермальное тепло планетных недр. Только в отличие от земного парникового эффекта, который удерживает тепло, полученное поверхностью планеты от Солнца, в этом случае от рассеивания в космическом пространстве будет сохранено внутреннее тепло планетных недр. «Получается, что в этом случае поверхность планеты будет иметь температуру, близкую к земной , - говорит Стивенсон. - Покрывающая планету атмосфера служит изолирующим одеялом, в толще которого температура постепенно понижается с увеличением высоты ».

Считается, что приливные силы, действующие со стороны Юпитера на его спутник Европу, разогревают лед, образуя целый океан под твердой, исполосованной трещинами поверхностью

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Этот механизм, как полагают ученые, может обогревать планету практически вечно. Температура будет снижаться лишь по мере исчерпания запасов радиоактивных элементов.

А это весьма длительный срок. Достаточно сказать, что период полураспада урана-238 составляет 4,5 млрд лет, а у самого долгоживущего из радионуклидов, тория-232, - 14 млрд лет.

Эффект микролинзирования, использованный группой профессора Суми, уже применялся в прошлом для поиска больших, на порядок превосходящих по массе Землю, каменистых планет у других звезд. «Так можно находить и свободно летящие объекты такой же массы , - заверяет Куанц. - Но зарегистрировать их намного труднее (чем объекты с массой Юпитера), поскольку событие микролинзирования становится короче и слабее ».

WFIRST сможет замечать микролинзование от небольших объектов.

Ситуация может измениться уже в ближайшие десятилетия благодаря созданию Широкоугольного инфракрасного обзорного телескопа NASA (Wide Field Infrared Survey Telescope, WFIRST). Его предполагают подготовить к запуску в космос после 2020 года. Поднявшись над мутной дымкой нашей атмосферы, этот инструмент получит все возможности для наблюдения малозаметных событий микролинзирования, связанных с межзвездными планетами.

От этого события можно ожидать невероятных открытий. Кто знает, вдруг небеса просто кишат независимыми землеподобными мирами? И тогда блуждающие в межзвездном пространстве планеты вряд ли можно будет считать такими уж одинокими.

ПОЛ ПАРСОНС
журнал "Наука в фокусе"

Планеты для нас - газовые гиганты или твердые миры, вращающиеся на орбите родительской звезды. И покуда уходят звезды, Млечный Путь усеян сотнями миллиардов таких планет, включая и нашу собственную, единственную и пока неповторимую Землю. И у каждой планеты, в принципе, собственная и тоже уникальная история рождения и жизни. Некоторые из них массивные и яркие, другие маленькие и тусклые; некоторые родились пару миллионов лет назад, другие могут потягаться возрастом с самой Вселенной. Но есть одна общая черта, которой мы наделяем все эти планеты: солнечная система. Как показала миссия Кеплера и прочие поиски экзопланет, если хочешь найти планеты - просто ткни пальцем в звезду и огляди ее: вокруг нее ты найдешь на одну, а целую систему планет.

И все же - в дополнение к звездам и всем телам, которые вокруг них вращаются, - должно быть великое множество планет, не привязанных к центральной звезде вообще: планет-изгоев. Ученые считают, что это справедливо для любого места Вселенной, от небольших звездных скоплений и межзвездного пространства до ядер гигантских галактик. Насколько нам известно, в космосе беззвездных планет не меньше, чем самих звезд - а может, и больше. Из этого следует, что на каждую точку света, который вы видите, есть намного больше массивных точек, которые вы не видите, потому что они не испускают видимого света.

Благодаря наблюдениям, мы обнаружили целый ряд возможных кандидатов в блуждающие планеты. «Кандидат» - это важное слово; мы не можем быть уверены, что эти планеты истинны, поскольку у нас нет хорошей техники подтверждения данного факта. Даже с нашим лучшим современным оборудованием их так сложно обнаружить, что мы должны подразумевать наличие гораздо большего числа миров, чем мы уже нашли. Но мы кое-что уже нашли и можем делать выводы. Откуда же берутся эти планеты-странники?

Один из убедительных источников всех этих планет находится рядом с нами, и мы им очень дорожим.

Мы знаем, как образуются солнечные системы: после того как гравитационный коллапс создает регион космоса, в котором зажигается синтез, вокруг центральной звезды собирается протопланетарный диск. Гравитационные пертурбации регулярно появляются в этом диске, привлекая больше и больше вещества из своего окружения, в то время как тепло новообразованной центральной звезды медленно выдувает самый легкий газ в межзвездную среду. Со временем гравитационные возмущения перерастают в астероиды, твердые планеты и газовые гиганты.

Но дело в том, что эти миры не только вращаются вокруг своей звезды, но и гравитационно стягивают друг друга. Со временем эти планеты мигрируют в наиболее стабильные конфигурации, которых могут достичь: самые массивные миры занимают свои самые стабильные места, часто жертвуя другими мирами поменьше. Что происходит с «проигравшими» в космической битве за планетарное преимущество? Они поглощаются в процессе слияния, падают на Солнце или выбрасываются из солнечной системы в межзвездное пространство.

Недавнее моделирование показало, что на каждую богатую планетами солнечной системы, вроде нашей собственной (с газовыми гигантами), будет выброшен как минимум один газовый гигант - в межзвездную среду, где будет обречен блуждать по галактике странствующей планетой-изгоем. При этом число твердых миров поменьше, выброшенных из системы, может достигать 5-10. Это, в принципе, и есть крупнейший источник планет-изгоев, и в нашей собственной галактике наверняка имеются сотни миллиардов таких.

Особо забавно то, что когда ученые проводят теоретические расчеты, выброшенных планет из юных солнечных систем оказывается в два раза меньше, чем ожидаемое число блуждающих планет. Откуда же тогда они берутся? Чтобы понять, откуда берется большинство беззвездных планет, нам нужно взглянуть пошире на одно время: не только когда образовалась наша Солнечная система, но и на скопление звезд (и звездных систем), которые образовались в одно время.

Звездные скопления образуются в процессе медленного коллапса холодного газа, по большей части водорода, и, как правило, берут начало в уже существующей галактике. Глубоко в коллапсирующих облаках образуются гравитационные нестабильности и первые, самые массивные нестабильности, притягивают все больше и больше материи. Когда достаточно материи собирается в небольшой области пространства и плотность с температурой в ядре становятся достаточно высокими, начинается ядерный синтез и образуются звезды.

Но рождается не одна звезда и звездная система, а множество их, поскольку каждое облако, которое коллапсирует с образованием новой звезды, содержит достаточно вещества, чтобы образовать много звезд. Вместе с этим происходит кое-что. Крупнейшая образованная звезда также самая горячая и самая голубая, то есть излучает самое ионизирующее, ультрафиолетовое излучение. И эта звезда начинает одну из самых активных гонок, чтобы занять свое место в космосе.

Если заглянуть в звездообразующую туманность, можно увидеть два процесса, протекающих одновременное:

• Гравитация пытается стянуть материю в направлении этой юной, растущей гравитационной сверхплотности
• Излучение выжигает нейтральный газ и выталкивает его обратно в межзвездную среду

Кто победит?

Ответ зависит от того, что считать победой. Самые большие гравитационные сверхплотности образуют самые большие, горячие и голубые звезды - но такие звезды чрезвычайно редкие. Сверхплотности поменьше (все еще большие) образуют другие звезды, но по мере уменьшения массы их становится все больше и больше. Именно поэтому, когда мы заглядываем глубоко в скопление юных звезд, легко увидеть самые яркие (голубые или другие) звезды, но их значительно превышают в числе желтые (и красные) звезды с массой поменьше.

Если бы не радиация, которую излучают юные звезды, эти тусклые, красные и желтые звезды продолжали бы расти, становились бы массивнее и ярче, разгорались бы сильнее. Звезды (в главной последовательности) бывают разных типов, от O-звезд (самые горячие, большие и голубые) до M-звезд (самые маленькие, холодные, красные и маломассивные). И хотя большинство звезд - ¾ - приходится на звезды M-класса, и меньше 1% всех звезд приходится на звезды O- или B-типа, общая масса двух последних типов звезд сопоставима с общей массой звезд M-типа. Нужно около 250 звезд M-класса, чтобы сравниться по массе с O-звездой.

Как оказалось, порядка 90% оригинального газа и пыли, которые были в этой звездообразующей туманности, выдувается в межзвездную среду и не идет в образование звезд. Самые массивные звезды образуются быстрее и начинают выдувать материал из туманности. Всего за пару миллионов лет материала остается все меньше, и новые звезды прекращают формироваться. Оставшийся газ с пылью полностью выгорают.

И теперь самое интересное. Не только звезды M-класса - с массой между 8% и 40% солнечной - представляют собой самый распространенный во Вселенной тип звезд. Есть много больше того, что могло быть звездами M-класса, если бы звезды с большой массой не выжгли лишний материал.

Другими словами, на каждую образовавшуюся звезду есть намного больше неудавшихся звезд, которые просто не набрали критическую массу: и таких звезд может быть от десятков до сотен тысяч на каждую образовавшуюся звезду.

Только представьте: наша собственная Солнечная система содержит сотни или даже тысячи объектов, которые потенциально удовлетворяют геофизическому определению планеты, но были астрономически исключены лишь в силу своей орбитальной позиции. А теперь представьте, что на каждую звезду вроде нашего Солнца приходятся сотни неудавшихся звезд, которые просто не набрали достаточно массы, чтобы запустить синтез в ядре. Это и есть бездомные планеты - или блуждающие планеты - которых намного больше, чем планет вроде нашей, вращающихся вокруг звезд. Планеты-сироты могут быть с атмосферой или без, и обнаружить их чрезвычайно трудно, особенно самые мелкие. Но вдумайтесь: на каждую планету вроде нашей в галактике может быть до 100 000 планет, которые не только не вращаются вокруг звезды сейчас, но и никогда не вращались. Найти их весьма сложно.

Так что, хоть у нас может быть несколько планет, выброшенных из юных солнечных систем, и даже горстка таких миров в галактике родом из Солнечной системы, подавляющее большинство всех планет в галактике никогда не держались за звезды. Планеты-изгои бороздят галактику, обреченные на вечное блуждание в темноте, и никогда не узнают тепла родительской звезды. Их потенциальные родители, возможно, даже и звездами никогда не стали. В галактике может быть квадриллион таких странствующих миров, которые мы еще даже открывать толком не начали.