Страница 46 из 62
Есть ещё один вывод, который мы можем сделать на основании исследований Gliese 1214 b. При помощи наших современных косвенных методов обнаружить большие планеты, вращающиеся вблизи своей центральной звезды, значительно легче, чем маленькие планеты, вращающиеся вдали от неё. Таким образом, существование близкого к звезде водного мира вроде Gliese 1214 b предполагает, что вполне может существовать масса водных миров меньших размеров и более прохладных, расположенных дальше от своих звёзд. Миры, которые мы назвали Айсхейм и Новая Европа, могут быть примерами этой ещё не открытой группы планет. Их обнаружение требует более совершенных астрономических методов.
Kepler-10с: супер-суперземля
Примерно в 540 световых годах от нас, в созвездии Дракона находится система, в которой самая большая из известных землеподобных планет вращается вокруг очень похожей на наше Солнце звезды под названием Kepler-10 (так назван центр 10-й планетной системы, существование которой подтвердил спутник «Кеплер»).
Самый последний анализ показывает, что звезде и её системе около 10 миллиардов лет, или она примерно на 5,5 миллиарда лет старше нашей Солнечной системы. Уже одно это делает любые планеты вокруг Kepler-10 особенно интересными, потому что любые процессы, происходящие там, будь то физические, химические или биологические, должны были протекать на 5,5 миллиарда лет дольше, чем на Земле.
Первая планета, обнаруженная в этой системе, Kepler-10b, представляет собой мир расплавленной лавы, который вращается вокруг центральной звезды с периодом около 19 земных часов. Масса Kepler-10b в 3,7 раза превышает массу Земли, а её средняя плотность мало отличается от земной. Это говорит о том, что она состоит из металлов и скального материала, почти как Земля, и это относит её к категории суперземель, подобно планете, которую мы окрестили Здоровяком (см. главу 12). Как мы уже говорили, суперземли — достаточно обычное явление в галактике.
Однако в системе Kepler-10 есть планета, которая не столь обычна и фактически может быть уникальной среди тысяч экзопланет, открытых на сегодняшний день. Kepler-10с (вторая планета, обнаруженная на орбите вокруг Kepler-10) имеет массу, примерно в 14 раз превышающую массу Земли, и плотность, близкую к земной. Модели предполагают, что планета имеет либо газообразную атмосферу, либо жидкий океан, но для этого требуется внешняя оболочка либо из газообразного водорода и гелия, либо из водного океана. Kepler-10с — самая большая планета земного типа, о которой мы знаем.
Kepler-10c находится очень близко к своей центральной звезде, поэтому перспективы жизни земного типа там не очень хорошие — равновесная температура для планеты, по расчётам, составляет около 400°F (200°C). С другой стороны, основные потребности для жизни, которые в целом общеприняты — жидкая вода, полезная энергия, питательные вещества — явно находятся в изобилии. Кроме того, из-за больших размеров Kepler-10c, на её поверхности, вероятно, часто происходят извержения вулканов, а деятельность вулканов в условиях плотной атмосферы или океана будет выбрасывать в окружающую среду газы и более тяжёлые элементы, которые, предположительно, могут служить питательными веществами.
Если внешние области Kepler-10c состоят в основном из водорода и гелия, они могут породить интересные эволюционные адаптации для продвинутых форм жизни: летающих существ, которые могли бы, например, «плавать» в атмосфере так же, как рыбы плавают в наших океанах. Возможно, на Kepler-10с могли бы эволюционировать как плавающие, так и летающие существа — первые в океане, а вторые — в атмосфере.
HD 69830: суперземли и мега-земли
Примерно в 41 световом году от нас, в северо-восточной части созвездия Кормы, находится система, в которой три чрезвычайно большие планеты вращаются вокруг звезды, очень похожей на наше Солнце. «Корма» (лат. Puppis) буквально обозначает «ют» — крышу над каютой, построенной в задней части корабля, используемую в качестве помоста. Корма когда-то была частью более крупного созвездия под названием «Корабль Арго», которое представляло корабль Ясона и аргонавтов из греческой легенды.
Звезда в интересующей нас системе обозначена как HD 69830 — это указывает на то, что она является 69 830-й звездой в каталоге, созданном американским астрономом Генри Дрейпером (1837-82). HD 69830 немного меньше нашего Солнца и имеет возраст около 7,5 миллиардов лет — примерно на 3 миллиарда лет старше нашей солнечной системы.
Две внутренних планеты в системе HD 69830 обладают массами, примерно в 10 и 12 раз превышающими массу Земли, а масс самой внешней планеты в 18 раз превышает массу Земли. (Для справки: масса Урана и Нептуна, соответственно, в 15 и 17 раз больше массы Земли.) Их состав варьирует от преимущественно камня и металла для двух самых внутренних до непонятной смеси камня, металла и воды для третьей. Планеты HD 69830 не имеют аналогов в нашей солнечной системе. Две внутренние планеты вписываются в категорию, которую в главе 12 мы назвали суперземлёй, в то время как третья и самая большая вполне может быть примером категории, которую астрономы начинают обозначать как мегаземли.
Высокие температуры в двух внутренних мирах исключили бы существование жидкой воды на их поверхности. Считайте их горячими Нептунами. Самая большая планета находится достаточно далеко от звезды, чтобы жидкая вода сохраняла стабильность на её поверхности, поскольку она находится прямо внутри классической ЗООЗ. Давайте обратим внимание на эту планету — на ту, что называется HD 69830 d.
Есть две модели, которые одинаково хорошо соответствуют имеющимся у нас данным об этой планете. Можно предположить, что HD 69830 d является примером огромного водного мира. Мир этого типа обладает небольшим металлическим ядром, окружённым глубокой водной мантией, поверх которой находится плотная атмосфера из водорода и гелия или водяного пара. Другая возможность состоит в том, что внутренняя часть планеты гораздо больше похожа на Землю, с железно-никелевым ядром, окружённым богатыми кремнием минералами. В этом случае на её поверхности могут находиться океаны жидкой воды, а в атмосфере много углекислого газа и водяного пара.
Какая бы из этих моделей ни оказалась правильной, ясно, что HD 69830 d обладает жидкой водой в изобилии, полезной энергией в виде солнечного света и, возможно, химической энергией в глубоководных океанских горячих источниках, а также сырьём, необходимым для развития жизни. Главной необычной особенностью её окружающей среды является интенсивная сила притяжения на её поверхности. Однако маловероятно, что это повлияет на развитие живых клеток в океане на поверхности планеты. Таким образом, HD 69830 d может превратиться в то, что мы называем миром зелёной тины. Однако мы ожидаем, что внешний вид наземных организмов, если они появятся в процессе эволюции, будет примерно таким же, как у приземистых форм жизни, которые мы обсуждали в главе 12 для Здоровяка. Поскольку выталкивающая сила будет, как минимум, отчасти противодействовать гравитации планеты, формы жизни в жидкой воде могут не сильно пострадать от большого размера HD 69830 d — иными словами, появятся обычные рыбы и коренастые динозавры.
В 2005 году космический телескоп «Спитцер», орбитальная инфракрасная обсерватория, открыл кое-какую интересную информацию о планетах вокруг HD 69830. Похоже, что за пределами орбиты планеты d существует кольцо пыли — возможно, результат разрушения большого астероида. (Пыль обычно ярко выделяется в инфракрасном небе.) Звёздный свет, отражённый от этой пыли, создаст полосу света в небесах внутренних планет системы HD 69830, так что там наблюдатели увидят второй «Млечный Путь»: на их ночном небе будут находиться две пересекающиеся полосы света, а не одна, видимая с Земли.
Галерея миров-сирот
В последнее десятилетие стало ясно, что межзвёздная среда далеко не пуста. В главе 11 обсуждалось открытие первой межзвёздной кометы Оумуамуа. Теперь мы знаем, что в межзвёздном пространстве существует множество объектов. Большая часть мусора в межзвёздном пространстве, вероятно, находится в форме комет. Кроме того, существуют астероиды и крупные тела, очень похожие на объекты пояса Койпера нашей собственной системы (Плутон — яркий пример объектов такого типа). Более того, наши компьютерные модели говорят нам, что в начале истории нашей Солнечной системы, до того, как всё закрепилось на нынешних стабильных орбитах, из неё были выброшены целые планеты, и эти планеты по-прежнему должны где-то находиться.