Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

В двойной системе «проседания» блеска могут наблюдаться не только тогда, когда происходит транзит планеты по звезде, но и когда звезды в процессе взаимного вращения загораживают друг друга от наблюдателя на Земле. Если из кривой блеска звезды Kepler-16 вычесть хорошо детектируемые потускнения, вызванные взаимным перекрытием звезд, останутся еще провалы блеска, свидетельствующие о наличии третьего объекта в системе. Удивительными оставались две вещи. Во-первых, следы транзитов третьего тела оказались непериодическими, а во-вторых, наблюдались разные изменения в суммарном блеске двойной звезды. Транзит по более крупному оранжевому карлику (первичный) вызвал падение блеска этой звезды на 1,7 %, в то время как вторичный транзит по красному карлику – на 0,01 %. Последовательность планетарных транзитов Kepler-16 всегда регистрировалась в следующем порядке: первичный – вторичный – вторичный – первичный – первичный – вторичный. Это стало уверенным доказательством существования объекта на орбите P-типа вокруг двух карликовых звезд.

Понять, является ли транзитный объект третьей звездой в системе или планетой, можно было бы, зная массу этого объекта. Фиксируя изменения в периодах обращения двух известных звезд друг относительно друга, Дойл и Славсон определили, что это тело весит почти как треть Юпитера и, следовательно, не может быть звездой. Ура! Экзопланета Kepler-16 b стала первым претендентом на то, чтобы считаться аналогом Татуина в нашей Вселенной. На пресс-конференции, посвященной открытию планеты, присутствовал Джон Нолл[53], который работал над несколькими эпизодами «Звездных войн», возглавляя отдел визуальных эффектов. Его слова по поводу совершенного открытия я сделал эпиграфом к этой главе, но, возможно, их стоило бы сделать эпиграфом ко всей книге: «Снова и снова мы видим, что наука более странная и причудливая, чем вымысел. Само существование обнаруженной планеты дает нам повод больше мечтать»[54].

Kepler-16 b находится недалеко от своих родительских звезд – большая полуось ее орбиты равна примерно 70 % расстояния от Солнца до Земли, что соответствует расстоянию, на котором в Солнечной системе находится Венера, а год на Kepler-16 b длится 229 земных суток. Если смотреть на звезды системы Kepler-16 с поверхности Kepler-16 b, то они будут сопоставимы по размеру с солнечным диском, видимым с Земли. Если на этой экзопланете есть жизнь, ее обитатели наверняка встречают захватывающие дух двойные рассветы и закаты, которых на Земле не увидеть никогда. Однако пришельцу с Земли на Kepler-16 b будет крайне некомфортно: средняя температура здесь –85 °C, а плотность планеты ненамного меньше плотности воды, и это, скорее всего, говорит о том, что Kepler-16 b состоит из каменно-ледяного ядра и обширной газовой атмосферы, что совсем не похоже на оригинальный Татуин.

Kepler-16 b таит в себе и еще одну загадку, которую нам до сих пор не удалось разгадать: судя по всему, существует некий механизм, стабилизирующий орбиту планеты, но до сих пор мы не можем понять, что это за механизм и как он действует. Исходя из компьютерных расчетов, стабильные орбиты в том регионе, где движется Kepler-16 b, существовать просто не могут: их разрушат приливные силы центральных звезд. А ближайшая стабильная орбита имеет радиус в семь раз больший, чем радиус орбиты Kepler-16 b. Почему же тогда эта экзопланета не была выброшена из системы? Ответа на этот вопрос мы до сих пор не знаем.

После обнаружения планеты Kepler-16 b были открыты еще десятки планет, вращающихся вокруг двойных звезд. Система Kepler-47 стала первой обнаруженной многопланетной двойной звездой с тремя газовыми гигантами. Именно Kepler-47 доказала астрофизикам, что многопланетные двойные системы и правда существуют.

Еще одним примером странной системы служит PSR B1620−26. Эта двойная звезда состоит из довольно экзотических компаньонов: пульсара и белого карлика, разделенных расстоянием в 1 а. е. Что такое пульсары и чем они отличаются от нейтронных звезд, мы говорили в пятой главе. Белые карлики – это бывшие ядра звезд, которые медленно «доживают» свои дни, выделяя в пространство не энергию термоядерных реакций, а тепло, накопленное за то время, когда они были звездами главной последовательности[55]. PSR B1620−26 принадлежит шаровому скоплению в созвездии Скорпиона. Возраст скопления оценивается в 12 миллиардов лет. Все звезды в этом скоплении имеют примерно одинаковый возраст, и если возле какой-либо звезды в нем обнаруживается экзопланета, то и она оказывается такого же почтенного возраста.

В 1993 году методом радиальных скоростей в системе PSR B1620−26 нашли экзопланету PSR B1620−26 b, которую в силу возраста назвали «Мафусаил» – в честь библейского героя, прославившегося своим долголетием. Она находится на орбите P-типа с радиусом 23 а. е., имеет массу около 2 M_J и температуру поверхности около –200 °C. Гигантский и холодный газовый мир.