Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

Кэролайн пережила брата на 27 лет. В 1828 году Королевское астрономическое общество наградило ее золотой медалью за работу по созданию каталога туманностей, над которым она трудилась после смерти брата, оставив наблюдения. Она стала первой женщиной, удостоенной такой чести, и на протяжении 170 последующих лет оставалась единственной женщиной, получившей столь высокую награду.

* * *

О том, что представляют собой спутники планет-гигантов, человечество не знало вплоть до конца XX века. Безусловно, газовые гиганты вызывали у астрофизиков большой интерес. Как вы увидели на примере экзопланет, данные, которые можно получить с Земли, дают лишь общее представление об изучаемом небесном теле.

Первой миссией человечества в далекий космос, сквозь Солнечную систему и дальше, стали экспедиции аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11», стартовавшие с Земли в 1970-х годах. Вслед за ними последовали аппараты серии «Вояджер». На пути прочь из Солнечной системы они, пересекая орбиты Юпитера и Сатурна, сделали фотографии планет-гигантов и некоторых из их спутников и получили ряд ценных научных данных. Этих сведений оказалось достаточно, чтобы начать готовить автоматические экспедиции к газовым гигантам: «Галилео» – к Юпитеру и «Кассини» – к Сатурну. В те времена ученые понимали, что им предстоит узнать много неожиданных вещей об этих планетах, но, наверное, никто не предполагал, что самые поразительные, порой даже шокирующие открытия будут связаны не с самими планетами, а с их, казалось бы невзрачными, спутниками. Согласно существовавшей тогда парадигме эти маленькие холодные миры считались чуть ли не самым скучным местом во Вселенной. Почему так? Давайте разбираться. Рассмотрим, к примеру, один из спутников Юпитера – Европу.

Европа – самый маленький из четырех так называемых галилеевых спутников и шестой по удаленности от Юпитера. Название, данное ему Галилеем[60], не прижилось, и сегодня этот спутник носит имя мифологической возлюбленной Зевса. Диаметр Европы меньше, чем диаметр Луны, а температура поверхности составляет –220 °C. За миллиарды лет, прошедших с момента образования спутника, недра должны были остыть, что исключает всякую тектоническую активность. Еще несколько десятилетий назад считалось, что Европа – это примитивное каменисто-ледяное тело.

Пролет «Вояджеров» мимо системы Юпитера дал возможность более точно, чем с помощью наземных телескопов, измерить альбедо Европы – отношение количества отражаемого поверхностью солнечного света к падающему на нее – и, соответственно, понять, из какого материала преимущественно состоит поверхность этого небесного тела. Им оказался обычный водяной лед (при столь низкой температуре поверхности он имеет прочность камня).

На снимках «Вояджеров» поверхность Европы выглядела неоднородной: на ней виднелись светлые и темные области. На тот момент чем это может быть вызвано, выяснить не удалось. Ответ появился в 1995 году, когда на фотографиях, полученных от зонда «Галилео», ученым открылся грязновато-ледяной мир, где равнины с разломами и метеоритными кратерами (которых, однако, было намного меньше, чем на других спутниках Юпитера) перемежались с равнинами, практически лишенными трещин и углублений. Но не это поразило исследователей больше всего. Все указывало на то, что под ледяной корой Европы есть океан жидкой воды. Поиски ответов на вопросы, как такое могло случиться и что из этого следует, дали мощный толчок для развития науки о внеземной жизни – астробиологии.

Рисунок 19. Изображение Европы, сделанное «Галилео»

Столь удивительное открытие удалось сделать, конечно же, не прямым, а косвенным методом. На наличие огромного водоема под поверхностью Европы указывало два факта. Первый состоял в том, что этим можно было объяснить столь необычный рельеф спутника. Так как не существовало никаких причин, по которым на одну область Европы падало бы меньше метеоритов, чем на другую, это означало, что некоторые участки поверхности луны являются более молодыми, чем другие.

Второй факт был связан с магнитным полем Европы, обнаруженным аппаратом «Галилео». Вообще, магнитное поле небесных тел генерируется, когда внутри них происходит постоянное движение какого-нибудь проводящего материала. На Земле и Меркурии источником магнитного поля является жидкое проводящее ядро, на Юпитере – движение металлического водорода[61]. Но что служит источником магнетизма на крохотном холодном небесном теле изо льда и камня? Единственный разумный ответ – подповерхностный соленый океан воды, объем которого больше, чем объем всех океанов Земли, вместе взятых.