Экзопланета 51 Pegasi b в представлении художника
Кстати, именно группе Джеффа Марси принадлежит честь открытия планетной системы у звезды 47-й Большой Медведицы (47 Ursae Majoris, 47 UMa). Наблюдения и последующие расчеты показывают, что у этого «желтого карлика», находящегося от нас на расстоянии 46 световых лет, имеются две планеты. Первая из них 47 UMa b по своим размерам более чем вдвое превышает Юпитер и удалена от звезды на 2,1 астрономические единицы, а вторая 47 UMa c, по размерам чуть меньше Юпитера, – на 3,73 астрономические единицы. В 2010 году была открыта третья планета этой системы – 47 UMa d, которая в полтора раза больше Юпитера и находится на удалении 11,6 астрономических единиц. Получается, у 47-й Большой Медведицы мы наблюдает развитую планетную систему, состоящую из газовых гигантов, во многом подобную нашей собственной. Пользуясь методом аналогии, можно сделать осторожное предположение, что внутри орбит найденных гигантов имеются и более мелкие «землеподобные» миры. Ученые даже рассчитали, где может находиться в этой системе вторая Земля, условия на которой соответствуют привычным для нас – она должна «ходить» по круговой орбите на расстоянии около 1,13 астрономической единицы от своего светила. Но главное – с помощью наблюдений за 47-й Большой Медведицы было наконец доказано, что у других звезд есть не только отдельные планеты, но и системы планет.
Еще одну систему из того же ряда группа Джеффа Марси открыла у 70-й Девы (70 Virginis, 70 Vir), отстоящей от нас на 59 световых лет. Там имеется планета 70 Vir b, масса которой почти в семь раз больше, чем у Юпитера, а радиус орбиты – 0,43 астрономической единицы. Ученые уверены, что такая планета просто обязана иметь спутники размером с Марс или Землю, и они получают достаточно тепла от своего центрального светила и от планеты-гиганта, чтобы вода на их поверхности никогда не замерзала, и там могла зародиться жизнь.
Методом измерения колебаний скорости звезды были открыты сотни планет. Причем многие из них сильно удивили астрономов, своим существованием перечеркивая множество популярных научных теорий. «Горячие юпитеры» и «холодные нептуны». Планеты в системах двойных и тройных звезд. Древние планеты, сформировавшиеся в эпоху юности Вселенной, и планеты, возраст которых еще не перевалил за миллион лет. Твердые «суперземли» и водные миры.
Землеподобный спутник у экзопланеты 70 Virginis b в представлении художника
Впрочем, было ясно, что планет намного больше, и где-то среди них должны быть и такие, которые по массе и температуре поверхности сходны с Землей. Астрономы прекрасно понимают, что подтвержденное открытие землеподобной планеты станет одним из величайших достижений астрономии, поэтому за кандидатами на это звание началась настоящая охота. Энтузиазм сдерживался только отсутствием необходимой точности – все та же приборная селекция, которую мы упоминали выше.
В марте 2009 года на орбиту был выведен американский телескоп «Кеплер» (“Kepler”). Его задача – исследовать сотни тысяч звезд Млечного Пути с целью поиска планет. Причем был применен метод, который хорошо известен астрономам с древнейших времен, но который наконец-то воплотился на самом современном техническом уровне: наличие планет определяется напрямую по периодическим изменениям яркости звезды, вызываемых прохождениями перед ней темного тела – т. е. микрозатмениями (транзитами). В качестве «окна» наблюдения был выбран район между созвездиями Лиры и Лебедя.
По состоянию на июль 2015 года «Кеплер» зафиксировал 4696 кандидатов на звание экзопланеты, причем для тысячи из них получено подтверждение: да, телескоп зафиксировал именно чужую планету. Анализ собранных данных показал, что как минимум каждая пятая звезда, сходная по характеристикам с Солнцем, должна иметь в своей системе землеподобные планеты. С учетом приборной селекции (а она у телескопа высока, ведь он не способен фиксировать планеты, орбиты которых лежат в астрономической картинной плоскости), можно уверенно говорить о том, что миров, сходных с нашим, в Галактике больше, чем людей на Земле – свыше 10 миллиардов!
Орбитальный телескоп «Kepler»
Точный двойник Земли пока не обнаружен. Есть несколько достойных кандидатов, однако они так или иначе отличаются от нашей планеты. Кроме того, их реальность еще нужно доказать. К примеру, американский астроном Стивен Вогт в сентябре 2010 года объявил об открытии планеты Глизе 581g, вращающейся вокруг красного «карлика» Глизе 581 (Gliese 581, Wolf 562, HIP 74995), который находится в созвездии Весов, на расстоянии 20 световых лет от нас. По расчетам ученого, основанным на измерении колебаний скорости звезды, получалось, что рядом с ней вращается экзопланета с массой три-четыре земных (то есть «суперземля»). Но главное – орбита ее лежит в так называемом «поясе жизни» («зона Златовласки», «обитаемая зона», Circumstellar Habitable Zone, CHZ), где вода может существовать в жидком состоянии, а значит, есть условия для возникновения жизни. На радостях астроном даже присвоил планете имя Зармина – в честь любимой жены. Однако вскоре наступило разочарование – группа Мишеля Майора (та самая, которая отыскала самую первую экзопланету), не подтвердила наличия Gliese 581g на указанной орбите.
Благодаря телескопу «Кеплер», который несмотря на поломку одного из двигателей-маховиков гиростабилизированной платформы, продолжает работать, было открыто двенадцать планет, размер которых сопоставим с размером Земли и которые находятся в «поясе жизни» своих звезд: Kepler-62e, Kepler-62f, Kepler-155c, Kepler-186f, Kepler-235e, Kepler-283c, Kepler-296e, Kepler-296f, Kepler-438b, Kepler-440b, Kepler-442b, Kepler-452b.
Наибольшую шумиху вызвали две планеты из этого списка: Kepler-186f и Kepler-452b. Первая планета находится в системе красного «карлика», расположенного очень далеко от нас – на расстоянии 492 световых года от Солнца, в созвездии Лебедя. Особенность ее в том, что, вращаясь вокруг своей звезды вместе с четырьмя другими планетами, она по своим размерам ближе остальных к Земле. Ее радиус всего на 13 % больше земного, а масса укладывается в диапазон от 0,32 массы Земли (если планета полностью состоит из воды и льда) до 3,77 масс Земли (если планета состоит из железа). Планету Kepler-186f поспешили объявить искомой «сестрой» Земли, однако в действительности наука имеет довольно смутное представление о том, как формируются и выглядят планеты у красных «карликов». Кроме того, из-за меньшей светимости «пояс жизни» находится очень близко к звезде – орбита Kepler-186f по своему радиусу близка к орбите нашего Меркурия, и, возможно, из-за спин-орбитального резонанса планета всегда повернута одним полушарием к своему светилу. Что касается Kepler-452b, то ее следует скорее отнести к классу «суперземли», поскольку она на 60 % больше Земли. Внимание же публики планета привлекла тем, что вращается вокруг звезды, которая принадлежит к тому же классу G, что и Солнце.
Как видите, если подходить к этим мирам с формальной точки зрения, то их можно назвать «двойниками» нашего мира лишь с большой натяжкой. Астробиологам приходится утешаться построением моделей эволюции, которые якобы доказывают, что подобные планеты куда более пригодны для развития жизни, чем даже Земля. Однако что с этих моделей космонавтике?
Существование планет у других звезд доказано – это хорошо. Существование планетных систем у других звезд доказано – это очень хорошо. Существование планет в «поясах жизни» доказано – просто прекрасно. Но все эти замечательные доказательства не изменят простого факта: до известных сегодня землеподобных миров нам не добраться. Даже если завтра изобретут технологию, позволяющую разогнать корабль до скорости света, данные о планете в системе Kepler-186f земляне получат не раньше, чем через тысячу лет после старта. Может быть, стоит поискать какие-то другие миры?
6.2. Звездная «десятка»
Скорость света – это барьер, который нам не перепрыгнуть. Все теоретические разработки, касающиеся субсветовых и сверхсветовых технологий, остаются спекуляциями, ведь никто не может сказать, какие энергии потребуются для релятивистского разгона или пресловутого «прокола пространства», описываемого во многих фантастических романах. Из общих соображений ясно, что энергии будут колоссальными, и вполне может статься, что в Солнечной системе таких ресурсов просто нет в наличии. Посему будем исходить из того, что межзвездные корабли, если они когда-нибудь появятся, станут летать по космосу на досветовых скоростях.
Еще один важный момент – разнообразие звезд бесконечно, и астрономам, само собой, было бы интересно взглянуть вблизи на любую из них. Однако космонавтика ориентируется прежде всего на те звезды, которые подобны Солнцу (спектральный класс G2V, возраст 4,57 млрд лет). Казалось бы, что в них интересного, если у нас рядом уже есть одна, точно такая же? Но в опоре на метод аналогий мы можем предположить, что физика космического пространства поблизости от таких звезд не отличается от известной нам и не станет гибельным препятствием для выполнения миссии.
Давайте приглядимся к ближайшим звездам и попробуем выяснить, какая из них лучше всего подходит в качестве возможной цели космической экспансии. Для наглядности составим нечто вроде рейтинга из десяти самых интересных светил. Выбирать звезды я буду, опираясь на научную фантастику: хотя фантасты часто и не располагают данными, которые имеются у астрономов, их интерес к тем или иным звездам напрямую связан с надеждами земной цивилизации, которые не стоит недооценивать. Как говорится, мечтать не вредно, а даже наоборот…
На скромном десятом месте в нашем рейтинге находится Немезида (или «Звезда Смерти») – красный или коричневый «карлик», гипотетический компаньон Солнца. В 1984 году физик Ричард Мюллер выдвинул гипотезу, что далеко на окраинах Солнечной системы существует массивный объект, который искажает орбиты комет. Позднее эта гипотеза была обоснована: астрономы допускают, что наше Солнце – не одиночная звезда, а имеет компаньона. Предполагается, что компаньон двигается по эллиптической орбите, а его расстояние от нас варьируется в пределах между 90 и 20 тыс. астрономических единиц. Один раз в 26–30 млн лет Немезида должна проходить через облако Оорта (гипотетическое облако протокомет); во время чего протокометы в облаке «взбалтываются» и направляются к Солнцу; через несколько десятков тысяч лет после этого человечество ув