Знание-сила, 2002 №09 (903)

Планетарная карта Вселенной

Всего два года назад журнал «Знание – сила» (№ 12 за 2000 год) опубликовал подборку статей, посвященную поиску планет за пределами Солнечной системы. Однако открытия, сделанные в последнее время, заставляют вернуться к этой теме. Ведь накопленные факты уже позволяют строить новые теории становления планетных систем, а методы наблюдения пополнены анализом атмосферы далеких планет.

Дэвид Карбон но из Калифорнийского технологического института и его коллеги направили спектрограф Космического телескопа имени Хаббла в сторону созвездия Пегаса, на звезду HD 209548, напоминающую Солнце. В этот момент перед ней проходила планета, фильтруя своей атмосферой звездный свет. Анализ показал, что в атмосфере планеты содержится натрий. По мнению ученых, здесь можно обнаружить также калий, метан и водяные пары. Однако на этой планете не найти жизнь, скроенную по земному образцу, ведь мы имеем дело с газовым гигантом, чья масса в 220 раз превышает земную.

Данный эксперимент открывает новую стадию космических исследований. Если когда-нибудь анализ выявит наличие кислорода на внесолнечной планете, это будет признаком существования там жизни, ведь кислород является продуктом обмена веществ у бактерий и растений.

Очевидно, число внесолнечных планет скоро достигнет сотни. Большинство их движется по необычным траекториям, описывая вытянутые эллипсы и даже петли. Так, планета близ звезды Н D 80606 то вплотную сближается со своим светилом – их разделяет всего 5 миллионов километров. – то удаляется от него на 127 миллионов километров. На фоне этой «смертельной петли» орбита Земли кажется идеальной окружностью. Многие «чужие» планеты так близко подходят к звездам, что их поверхность разогревается чуть ли не до 2000°С. «Это – не планета, а «газовая плита»», – отозвался об одном из открытых им небесных тел американский астроном Джефф Марси. Некоторые из них достигают чудовищных размеров: например, одна найденная недавно планета весит в 5000 раз больше, чем Земля.

Все эти громадные тела так же рассекают пространство своих планетных систем, как обезумевший грузовик, мчащийся по тротуару, рассекает толпу людей. Прохожие шарахаются от машины или сталкиваются с ней. То же происходит с небольшими планетами. Они отлетают от огромных газовых сфер – в сторону своего Солнца или вдаль от него. Таких отлетевших вдаль планет, писал Р. Нудельман, в космосе «могут быть миллиарды» («Знание – сила», 2000, № 12). Так ли это? Что скажет теория?

Австралийский физик Чарльз Лайнвивер опубликовал недавно новую модель становления планетных систем. Согласно ей, газовые и твердые планеты поначалу хорошо ладят друг с другом. Все они образуются из протопланетной туманности, оставшейся после рождения звезды. Устойчивость планетных систем зависит от планет-гигантов. Если их много или они слишком велики, то равновесие нарушается, что бывает, судя по всему, очень часто.

Компьютерные расчеты показали, что равновесие Солнечной системы мог бесповоротно нарушить любой «пустяк». Если бы масса Юпитера была несколько больше, чем теперь, или рядом с ним располагалась еще одна планета, то вся наша система «зашаталась бы». Газовые планеты сообща вышвырнули бы мешавших им карликов – Меркурий, Венеру, Землю и Марс – и заняли их место под Солнцем. «Этот карточный домик, возведенный из планет и называемый нами Солнечной системой, – мрачно прогнозирует Марси, – возможно, одна из немногих небесных построек такого рода, что не обрушилась, а уцелела».

Сам же автор модели, пытаясь понять, в каких случаях планетная система терпит крах, отмечает, что почти все открытые нами планеты обращаются вокруг звезд, содержащих очень много тяжелых элементов. Можно предположить, что есть предельный уровень содержания этих элементов в протопланетном облаке. Если их слишком мало, то планеты вовсе не образуются, и звезда блуждает по пространству одна. Если их содержание очень велико, то газовые планеты разрастаются и тогда гравитационные силы раздирают едва возникшую планетную систему. В ней не остается места мелюзге. По оценке Лайнвивера, лишь вокруг одного процента звезд могут на протяжении миллиардов лет обращаться небольшие твердые планеты.

А слона-то проглядели!

Карта неба переписывается не только вдали от Земли. Крупное открытие можно совершить даже в пределах Солнечной системы. Так, в 2001 году Роберт Миллис из Аризонской обсерватории обнаружил малую планету рекордных размеров; ее диаметр составляет примерно от 1200 до 1400 километров. Прежде самым крупным астероидом была Церера (ее диаметр – 1003 километра). Даже спутник Плутона, Харон, меньше нового астероида, получившего пока название 2001 КХ76. Обнаружить его было трудно, потому что он является частью пояса Койпера – крупного скопления малых планет и кометных ядер, лежащего далеко за орбитой Нептуна. В последнее десятилетие здесь было открыто более 400 объектов.