Воображаемая жизнь

Но пока внимание общественности переключалось на сексуальные скандалы и спортивные события, медленный процесс накопления фактов о планетах системы TRAPPIST-1 продолжался. Вопреки изначально возникшей шумихе, эта система совсем не похожа на нашу Солнечную систему. Несмотря на то, что все семь планет размером примерно с Землю, и три из них находятся в ЗООЗ, ни одна из них, скорее всего, не является миром Златовласки (см. главу 9), которые являются объектом столь пристального внимания во время поиска экзопланет.

Давайте начнём с самой звезды. TRAPPIST-1 технически известна как 2MASS J23062928–0502285 (цифры указывают на её местоположение в небе). Это, как мы упоминали выше, карликовая звезда, размером 11 процентов от размера Солнца и едва ли крупнее Юпитера, хотя её масса примерно в 84 раза превышает массу Юпитера. Она также холоднее и краснее нашего Солнца. Её малый размер означает несколько важных последствий для планет, вращающихся вокруг звезды. Во-первых, это означает, что сила притяжения, действующая на планеты, невелика, поэтому их орбиты находятся очень близко к звезде. Фактически, все семь планет находятся ближе к TRAPPIST-1, чем Меркурий к Солнцу. Таким образом, «год», связанный с каждой из орбит, довольно короток — он варьирует от 1,5 до чуть более 18 земных дней, в зависимости от планеты.

Продолжительность года экзопланеты оказывает значительное влияние на нашу возможность изучать планету. Причина проста: количество времени, в течение которого мы можем сосредоточиться на конкретной звезде для поиска прохождений планет, ограничено сроком службы платформы наблюдения. Например, космический телескоп «Кеплер», упомянутый в главе 11, собирал данные около 10 лет. Лучший способ установить существование экзопланеты — увидеть несколько точно рассчитанных прохождений. В системе TRAPPIST-1 это можно сделать всего лишь за несколько месяцев. Наблюдателю с экзопланеты, следящему за нашей Солнечной системой, напротив, пришлось бы ждать несколько лет, чтобы увидеть несколько прохождений Земли, и несколько десятилетий для нескольких прохождений Юпитера.

TRAPPIST-1 — это более распространенный тип звёзд по сравнению с нашим Солнцем: астрономы подсчитали, что до половины звёзд в Млечном Пути являются карликами. Одно из свойств карликовых звёзд, которое может оказаться важным при поиске жизни, заключается в том, что они обладают продолжительным временем существования. Например, TRAPPIST-1 существует уже около 8 миллиардов лет, тогда как наше Солнце — всего лишь 4,5 миллиарда. Кроме того, по оценкам, продолжительность существования TRAPPIST-1 составляет более 12 триллионов лет, поэтому он будет светить ещё долгое время после того, как наше Солнце погаснет. На самом деле звезда настолько холодна — температура её поверхности примерно вдвое ниже температуры Солнца, — что излучает много инфракрасного излучения. Следовательно, некоторые важные данные о прохождениях её планет были получены с помощью космического телескопа «Спитцер» — орбитального инфракрасного телескопа.

Систематика продолжительности жизни звёзд несколько противоречит здравому смыслу, поэтому, вероятно, стоит потратить немного времени и рассмотреть это более подробно. Каждая звезда начинает свою жизнь с определённым количеством водорода. В ходе реакций термоядерного синтеза он превращается в гелий. Энергия, возникающая в результате этих реакций, создаёт давление, которое удерживает звезду от схлопывания внутрь самой себя из-за безжалостной силы её собственной гравитации, направленной внутрь неё. Солнце, например, каждую секунду «сжигает» 600 миллионов тонн (544 миллиона метрических тонн) водорода, чтобы не схлопнуться, и энергия, выделяемая при этом «горении», заставляет его сиять.

Нашей первой мыслью может быть то, что более крупная звезда, в которой сжигается больше водорода, должна просуществовать дольше, чем более мелкая. Однако оказывается, что более крупные звёзды также обладают большей силой притяжения, направленной внутрь, и потому, чтобы противостоять ей, они быстрее сжигают своё водородное топливо. В результате очень большие звёзды сгорают быстро — их продолжительность жизни может измеряться лишь десятками миллионов лет, — тогда как более мелкие, более скромные звёзды вроде TRAPPIST-1 могут светить во много раз дольше, чем возраст Вселенной на настоящий момент.