Книга Бытия. Общая история происхождения

Первый прорыв был достигнут благодаря методу радиальных скоростей, в основе которого тот же принцип, но спектроскопические измерения обеспечивают лучшую точность. Анализируется спектр излучения звезды, и если у звезды есть спутник, то линии, соответствующие различным частотам, немного смещаются с течением времени. Это происходит из-за того, что если звезда движется по окружности вокруг центра масс, образуемого вместе с близкой планетой, то эффект Доплера вызовет небольшое периодическое изменение наблюдаемой частоты ее излучения.

Именно этот новый метод позволил открыть в 1990-х годах первые экзопланеты. Это были огромные небесные тела, похожие на наш Юпитер. Горячие гиганты, в основном газовые, располагались очень близко от родительских звезд, и поэтому температура на их поверхности оказывалась очень высокой.

Мощный импульс развития эта исследовательская область получила благодаря разработке метода транзита, который позволяет одновременно наблюдать за сотнями тысяч звезд. Этот метод основан на прецизионной фотометрии: постоянно контролируется блеск звезды, и фиксируются периоды его очень небольшого ослабления, когда по диску звезды проходит планета. В этом случае можно ожидать, что характер возмущений будет периодическим, а его конкретная форма позволит измерить размеры планеты. Измеряя одновременно радиальную скорость, можно определить массу планеты, а вместе с ней и плотность.

Чувствительность современных инструментов такова, что поле наблюдения может простираться на тысячи световых лет и при этом возможно идентифицировать планеты размером даже меньше Меркурия.

Поиск новых землеподобных экзопланет с использованием таких методов за последние годы дал сенсационные результаты. Стало понятно, что в нашей Галактике есть очень много звезд со своими планетными системами. Выделить среди них те, у которых есть атмосфера и на которых могла бы развиться форма жизни, потенциально похожая на нашу, – лишь вопрос времени.

Если экзопланета окружена атмосферой, свет родительской звезды достигает нас после прохождения ее верхних слоев. Из-за этого некоторые характеристики света немного изменяются, что позволяет нам получить важную информацию. При длительных наблюдениях можно будет не только установить наличие атмосферы у некоторых планет, но и присутствие в этой атмосфере воды, углекислого газа или метана. Очевидно, этого еще недостаточно, чтобы сделать уверенное заключение о существовании на планете жизни, по крайней мере, в знакомых нам формах. Однако сила цифр впечатляет.

Если мы примем во внимание, что в каждой галактике порядка сотен миллиардов звезд, то сможем себе представить, как велико должно быть количество каменистых планет. Даже если исключить расположенные вне областей обитания, останется еще очень много таких, где вероятно наличие жидкой воды и, следовательно, возможна жизнь.

Но, как мы видели, этих условий все же недостаточно для того, чтобы тонкие и сложные биологические структуры действительно развивались. Важную роль играет также масса планеты, которая должна быть достаточно большой, чтобы удерживать своей гравитацией атмосферу. Должно быть магнитное поле, чтобы защищать планету от космического излучения. Наконец, очень полезно иметь стабильную орбиту и находиться в тихом уголке галактики, где крупные катастрофы маловероятны. Но прежде всего важен фактор времени: нужно, чтобы все эти условия оставались стабильными на протяжении миллиардов лет.

Некоторое время назад зонд НАСА Kepler, названный в честь великого немецкого астронома, принес сведения о тысяче двухстах восьмидесяти четырех новых экзопланетах. А группа бельгийских астрономов, работавших с данными из обсерватории Ла-Силья в Чили, идентифицировала всего в тридцати девяти с половиной световых лет от нас, в созвездии Водолей, звезду TRAPPIST-1, красный карлик, маленькое солнце с планетной мини-системой. В нее входит семь каменистых планет, некоторые из них очень похожи на нашу Землю, причем три находятся в зоне обитания – то есть на таком расстоянии от родительской звезды, что температуры на ее поверхности колеблются в пределах, аналогичных тем, что мы имеем на Земле. Если там есть вода, то она могла бы собираться в озера и океаны, подобные тем, которые нам так хорошо известны на нашей прекрасной планете. Теперь, когда мы знаем, на что смотреть, можно попытаться лучше изучить все характеристики излучения, и тогда, возможно, удастся установить, у каких из этих планет есть атмосфера.