Миллиарды и миллиарды: Размышления о жизни и смерти на рубеже тысячелетий - [19]

Можно ли действительно увидеть планеты других звездных систем? Ведь звезды очень далеко – до ближайшей почти миллион астрономических единиц, – а планеты, при наблюдении в видимом диапазоне, излучают только отраженный свет. Но наши технологии бурно развиваются. Не позволят ли они рассмотреть хотя бы гиганты, такие как Юпитер, в системах ближайших звезд если не в видимом, то в инфракрасном диапазоне?

Несколько лет назад началась новая эра в истории человечества. Мы научились обнаруживать планеты других звезд. Первым достоверно установленным открытием стала планетарная система самой малообещающей в этом отношении звезды. Быстро вращающаяся вокруг своей оси нейтронная звезда В1257+12 является остатком массивной, больше нашего Солнца, звезды, ставшей сверхновой в результате колоссальной вспышки. Магнитное поле нейтронной звезды захватывает электроны и ограничивает их разлет, создавая узконаправленные, как у маяка, пучки радиоволн. По счастливому совпадению пучок излучения В1257+12 пересекается с Землей – причем каждые 0,0062185319388187 секунды, из-за чего звезду назвали пульсаром. Ее период вращения фантастически стабилен. Благодаря высокой точности измерений Алекс Вольщан, ныне сотрудник Университета штата Пенсильвания, смог обнаружить «сбои» – регулярные изменения периода вращения пульсара на уровне последних нескольких знаков после запятой. Что их вызывает? Сотрясения коры или другие процессы в самой нейтронной звезде? За несколько лет наблюдения параметры менялись именно так, как можно было бы ожидать, если бы вокруг В1257+12 обращались планеты, слегка смещая звезду то в одну, то в другую сторону. Очень близкое количественное согласие не оставляло места для сомнений: Вольщан открыл первые планеты вне Солнечной системы. Более того, это не гиганты вроде Юпитера. Две из них, вероятно, лишь немногим массивнее Земли и обращаются вокруг своей звезды примерно на том же расстоянии, что и Земля вокруг Солнца, – 1 а. е. Может ли на них существовать жизнь? Увы, бешеный поток заряженных частиц нейтронной звезды должен разогревать землеподобные планеты до температуры намного выше точки кипения воды. Расстояние 1300 световых лет гарантирует, что мы не скоро сможем наведаться в эту планетную систему. До сих пор неизвестно, пережили ли планеты взрыв сверхновой, породивший пульсар, или сформировались из продуктов взрыва.

Вскоре после эпохального открытия Вольщана Джеф Марси и Пол Батлер (Университет штата в Сан-Франциско) обнаружили[21] еще несколько объектов планетной массы, обращающихся вокруг звезд – рядовых, как наше Солнце. Ученые воспользовались другой, гораздо более сложной методикой, отслеживая с помощью обычного оптического телескопа периодические изменения спектра ближних к нам звезд. Временами звезда немного приближается к наблюдателю и вновь отдаляется, что находит отражение в положении ее спектральных линий. Это так называемый эффект Доплера. Примерно так меняется частота гудка автомобиля в зависимости от того, едет он к нам или от нас. Звезду притягивает какое-то невидимое тело. Незримое вновь было обнаружено благодаря количественному согласию между наблюдаемыми периодическими смещениями звезды и расчетным влиянием находящейся рядом с ней планеты.

Такие планеты были найдены у звезд 51 Pegasi, 70 Virginis и 47 Ursae Majoris в созвездиях, соответственно, Пегас, Дева и Большая Медведица. В 1996 г. к ним прибавились находки у звезд 55 Cancri созвездия Рак, Тау Волопаса и Ипсилон Андромеды. Звезды 47 Большой Медведицы и 70 Девы можно наблюдать невооруженным глазом весной на вечернем небе. По космическим меркам они расположены очень близко к нам. Планеты имеют массу от чуть меньше юпитерианской до нескольких масс Юпитера. Самое удивительное в них то, как близко они находятся к своим звездам – от 0,05 а. е. (51 Пегаса) до 2 а. е. (47 Большой Медведицы). В этих системах могут присутствовать пока не открытые планеты, сопоставимые по размерам с Землей, но условия на них не похожи на земные.

В нашей Солнечной системе маленькие, землеподобные планеты находятся во внутренней части, а гиганты вроде Юпитера – во внешней. Судя по всему, в системах четырех названных звезд планеты с юпитерианскими массами являются внутренними. Пока мы не понимаем, как это возможно. Мы даже не знаем, действительно ли эти планеты похожи на Юпитер, т. е. имеют плотную атмосферу из водорода и гелия, слой металлического водорода в глубине и каменно-железное ядро, подобное Земле. Но нам известно, что атмосфера «горячих юпитеров», находящихся настолько близко от своих звезд, не улетучивается. Кажется немыслимым, чтобы они сформировались на периферии своих систем и по каким-то причинам переместились намного ближе к звезде. Быть может, молодые массивные планеты затормозились в небулярном газе и были притянуты к звездам? Большинство экспертов утверждают, что такая планета, как Юпитер, не может возникнуть вблизи звезды.

Почему? Вот как нам видится зарождение Юпитера. Во внешней зоне небулярного диска, при очень низкой температуре, конденсировались массивы льда и камня, такие как кометы и ледяные луны внешних планет Солнечной системы. Эти обледенелости сталкивались друг с другом на малых скоростях, слипались и постепенно увеличились настолько, что притянули преобладающий в облаке водород и гелий. Таким образом, Юпитер формировался от ядра вовне, обрастая слоями. Вблизи звезды, предположительно, все происходило иначе. Там слишком жарко для образования ледяного ядра, и процесс должен быть не столь многоэтапным. Хотя, кто знает! Возможно, встречаются звезды, у которых даже ближайшая область небулярного диска имеет температуру ниже точки замерзания воды.