Будущее человечества. Колонизация Марса, путешествия к звездам и обретение бессмертия - Митио Каку

Задним числом можно сказать, что эти странные результаты следовало предвидеть. Поскольку в нашей Солнечной системе планеты движутся по красивым правильным окружностям, астрономы считали, что шары из пыли, водорода и гелия, которые превращаются в солнечные системы, всегда уплотняются равномерно. Теперь же мы понимаем, что с гораздо большей вероятностью гравитация сжимает их беспорядочным, случайным образом, в результате чего возникают планеты на вытянутых или неправильных орбитах, которые могут пересекаться и сталкиваться друг с другом. Это важно, ведь вполне может оказаться, что для жизни благоприятны только солнечные системы с круговыми орбитами планет, как наша.

Землеподобные планеты невелики и вызывают лишь легкое ослабление или слабое искажение света от центральной звезды. Но при помощи космического телескопа «Кеплер» и гигантских наземных телескопов астрономы начали находить в космосе «суперземли», то есть каменные, подобно Земле, планеты, способные поддерживать жизнь в том виде, какой мы ее знаем, но крупнее Земли на 50–100 %. Мы пока не можем ничего сказать о происхождении таких планет, но в 2016–2017 гг. было сделано несколько связанных с ними сенсационных открытий.

Проксима Центавра — ближайшая, после нашего Солнца, к Земле звезда. На самом деле она является частью тройной звездной системы и обращается вокруг пары более крупных звезд, известных как альфа Центавра A и B, обращающихся друг вокруг друга. Астрономы были поражены, когда около Проксимы Центавра обнаружилась планета всего на 30 % крупнее Земли. Она получила название Проксима Центавра b.

«Это меняет все правила игры в экзопланетологии, — заявил Рори Барнс, астроном из Университета штата Вашингтон в Сиэтле. — То, что она так близка к нам, означает, что мы имеем возможность следить за ней успешнее, чем за какой бы то ни было другой планетой из обнаруженных до сих пор»[51]. Новые гигантские телескопы, которые сейчас разрабатываются, такие как космический телескоп «Джеймс Уэбб», сумеют, возможно, получить первые фотографии этой планеты. Профессор Сигер говорит: «Это поистине феноменально. Мы столько лет гадали, существуют ли внесолнечные планеты. Кто бы мог подумать, что одна такая планета имеется у ближайшей к нам звезды?»[52]

Центральная звезда Проксимы Центавра b — тусклый красный карлик массой всего 12 % от массы Солнца. Чтобы попадать в зону жизни, где планета сможет поддерживать жидкую воду и даже, возможно, океаны, она должна располагаться относительно близко к этой звезде. Радиус орбиты планеты Проксима Центавра b составляет всего 5 % от радиуса земной орбиты. Она намного быстрее Земли обращается вокруг своей звезды, совершая один полный оборот каждые 11,2 суток. Сейчас идут горячие споры о том, совместимы ли условия на Проксиме Центавра b с жизнью земного типа. Одна из основных причин для сомнений — то, что эту планету, наверное, постоянно бомбардируют частицы звездного ветра, которые могут быть в 2000 раз энергичнее тех, что попадают на Землю. Чтобы защититься от этой бомбардировки, Проксима Центавра b должна обладать сильным магнитным полем. Пока у нас недостаточно информации, чтобы определить, так ли это.

Выдвинута гипотеза, что Проксима Центавра b может находиться со своей звездой в состоянии приливного захвата и потому обращена к звезде всегда одной и той же стороной, как Луна к Земле. Тогда эта сторона должна быть постоянно разогрета, а на другой должен царить вечный холод. В этом случае океаны жидкой воды могут существовать только в узкой полосе между двумя полушариями, где возможна умеренная температура. Допустим и другой вариант: если планета Проксима Центавра b обладает достаточно плотной атмосферой, ветры могут выравнивать температуру на ее поверхности. Тогда жидкие океаны могут существовать повсюду на планете.

Следующий шаг — определение состава атмосферы и наличие или отсутствие в ней воды и кислорода. Проксима Центавра b была обнаружена при помощи доплеровского метода, но химический состав ее атмосферы легче оценить при помощи транзитного метода. Когда какая-нибудь экзопланета проходит непосредственно перед центральной звездой своей системы, крохотная часть света звезды доходит до нас сквозь ее атмосферу. Молекулы определенных веществ в атмосфере поглощают звездный свет определенных длин волн, что позволяет ученым судить о природе этих молекул. Однако, чтобы это можно было проделать, ориентация орбиты экзопланеты должна быть подходящей, и вероятность того, что орбита Проксимы Центавра b ориентирована правильно, составляет всего 1,5 %.

Обнаружение молекул водяного пара на землеподобной планете стало бы поразительным достижением. Профессор Сигер объясняет, что «если говорить о маленькой каменной планете, то водяной пар в ее атмосфере может присутствовать только в том случае, если на поверхности есть жидкая вода. Если мы обнаружим водяной пар на каменной планете, то сможем сделать вывод, что на ней есть также жидкие океаны».

Еще одно беспрецедентное открытие было сделано в 2017 г. Астрономы обнаружили солнечную систему, само существование которой противоречит всем теориям планетной эволюции. Семь землеподобных планет обращаются вокруг центральной звезды под названием TRAPPIST-1. Три из них располагаются в зоне жизни и могут иметь на поверхности жидкие океаны. «Это поразительная планетная система, не только потому, что мы обнаружили в ней так много планет, но и потому, что все они по размеру схожи с Землей», — заявил Микаэль Жийон, глава бельгийской научной группы, совершившей это открытие[53]. (Название TRAPPIST — это одновременно аббревиатура названия телескопа, которым пользовалась группа Жийона, и отсылка к популярному в Бельгии сорту пива.)

TRAPPIST-1 — это красный карлик всего в 38 световых годах от Земли, его масса составляет лишь 8 % от массы Солнца. Как и у Проксимы Центавра, у этой звезды имеется зона жизни. Если «наложить» эту звездную систему на нашу, орбиты всех ее семи планет целиком улягутся в пределы орбиты Меркурия. Эти экзопланеты обращаются вокруг своей звезды менее чем за три недели, а ближайшая из них совершает полный оборот вокруг светила за 36 ч. Благодаря компактности этой солнечной системы планеты в ней гравитационно взаимодействуют и теоретически могут столкнуться друг с другом. Конечно, наивно ждать, что они на полном ходу врежутся друг в друга. К счастью, в 2017 г. установлено, что все они находятся в резонансе. Это означает, что их орбиты находятся в фазе одна с другой и никаких столкновений не будет. Судя по всему, эта планетная система устойчива. Что же касается Проксимы Центавра b, то астрономы продолжают исследовать возможные варианты с учетом солнечных вспышек и приливного захвата.