Бездомных планет во Вселенной больше, чем обычных (9 фото). Космические сироты

Ноябрь 28th, 2015 admin

Проект по поиску разумной жизни в космосе начал свое осуществление в 1959 году, которое запустило НАСА . Данное управление отвечает за изучение пространства космоса и подчиняется вице – президенту США. Информацию о космических исследованиях национальное управление получает в виде изображений и видеоматериалов при помощи мощных телескопов. Программа, изучающая поиски наличия цивилизации в космическом пространстве, получила название Поиск внеземного разума.

С незапамятных времен человечество ищет себе подобные цивилизации во . С античности ученые убеждают, что иные миры существуют, в которых находится разумная жизнь. Но никакого научного обоснования в пользу данной теории не существует. Одним из веских оснований считался тот факт, что Земля – одна из планет компании, на которой есть жизнь, из чего следует наличие живого разума на других планетах. В опровержение данной теории существует такое опровержение, как редкость существования жизни в Галактике. Многие наблюдатели считают только пригодность звезды Земля для существования разума.

Сочетание слов космическое существо вызывает трепет при обзоре звездного пространства. Наблюдение за звездами, изучение , а затем и обнадеживали человечество о другой жизни в пространстве Галактики, что не ознаменовалось успехом. Иное существование разума не найдено. Ученые, не теряя надежду, вырабатывали одну стратегию за другой, искали пути решения данной проблемы. Так в 1961 году Фрэнк Дрэйк на конференции, посвященной астрономии, представил свою известную форму Дрэйка, которая не увенчалась успехом, так как имела некоторые неточности и применялась к узкому поиску. Но, стоит заметить, что на основе данной формулы были разработаны многие положения, которые были более объективны в своем использовании.

Вероятность нахождения инородной цивилизации со временем все возрастает , так как развитие космических технологий, которые занимаются данной проблемой, не стоит на месте, и каждый раз вероятность успеха возрастает. Один шаг может изменить направление в данной области, который будет решающим для существования жизни. Нахождение иной цивилизации имеет больное значение для человечества . Именно поэтому не прекращаются попытки в установки контакта с иными жителями Вселенной.

Многие профессора приходит к той точки зрения, которая гласит, что установить контакт с другой цивилизацией возможно благодаря электромагнитным волнам , так как такой канал будет более естественным и практичным. Предпочтение данной связи связано с его большой скоростью распределения и небольшой концентрации в пространстве. Основной минус данного направления заключается в наименьшей силе контакта и наличие сильных помех при большом расстоянии и излучении космоса.

В связи с этим, ученые пришли к выводу, что длина волны должна быть не более 21 сантиметра, что способствует минимальной потери энергии, а уровень подачи сообщения выше.

При получении, ответный сигнал модулируется, то есть должна поменяться его мощность. Вначале он должен быть менее простым . После принятия должна установиться двухсторонняя связь, после чего начинается обмен информацией более высокого уровня. Недостатком является то, что ответ может быть задержан на несколько десятков, а то и на сотни лет.

Но уникальность такой коммуникации компенсирует медлительность самого процесса.

К 1960 году было произведено крупное радионаблюдение в условиях проекта ОЗМА , которое было проведено при помощи радиотелескопа. После чего разработали дорогостоящие проекты для установки связи с космосом, которые не удостоились финансирования, в связи с чем, создавались только теории из-за отсутствия практики.

Космическая радиосвязь имеет множество преимуществ, но не стоит забывать об иных типах связи. Нельзя с точность, сказать какой тип будет более продуктивным. К ним относят оптическую связь (менее используется из-за слабого радиосигнала), автоматические зонты (менее доступен в производстве, обладает маленькой скоростью и сложен в управлении). В данном направлении так же разрабатываются теории о развитии неземных цивилизаций. Это связано с тем, что существует неизвестность, что касается реакции на поступающий сигнал.

Ученые рассматривают два варианта развития события: либо существа будут обладать низким уровнем развития разума и реакция на радиосигнал будет отрицательный, либо цивилизация будет обладать высшим разумом. Но об этом остается только догадываться.

Радиоастроном Себастьян фон Хорнер придерживается той теории, что цивилизация развивается до определенного момента, и выделил причины, ограничивающие существование жизни:

  • Ликвидация живых существ;
  • Ликвидация высокоразвитых существ;
  • Психологическая или физиологическая деградация;
  • Регресс в области науки и техники;
  • Отсутствие необходимого количества питания для прогресса;
  • Неограниченное количество времени для существования.

Так же Хорнер выделил тот факт, что жизнь на планете не перестанет существовать, а одна цивилизация будет сменяться последующей.


Наряду с американскими учеными, не стояла на месте и советская наука . Подобную деятельность развивали профессора астрономических институтов. В 1960 году был основан проект на базе образовательного учреждения имени Штернберга, который носил цель обнаружить сигнал неземной цивилизации. Данную программу разработали выдающиеся астрофизики Амбарцумян В.А., Зельдович Я.Б., Котельников В.А., Тамм И.Е., Хайкин С.Э. и дали название «Проект Ау ».

В этот период был запущен первый космический спутник, проведены конференции и симпозиумы на тему космоса и иных цивилизаций.

Александр Зайцев, обладающий степенью доктора физико-математических наук, считает, что человечество относится потребительски к неземной цивилизации, так как ученые никаких сигналов не отправляют, а только ищут признаки существования. Именно с этим связана отправка трех радиосигналов, которые состоялись в 1999, 2001 и 2003 годах, и будут идти более 30 лет.

В 1962 году советский союз запустил в космос сигнал, который столкнулся в 1974 году с американским сообщением. Ни тот, ни иной знак не увенчался успехом.

Анатолий Черепащук говорит о вероятности того, что неземная цивилизация старее и контактирует другими способами и стоит рассмотреть такой вид коммуникации, как темная материя. Именно не имея информации о данном факте, не дает возможность ученым связаться с другими существами. Именно благодаря темной материи сообщения могут доставляться моментально, и повысится уровень связи.

Академик Н.С. Кардашев, считает, что во Вселенной существует три типа цивилизации:

  • Схожие с земной цивилизацией;
  • Осваивают способность своей планеты;
  • Осваивают питание просторов Галактики.

Третья цивилизация , по мнению ученого, умеет формировать искусственные тоннели во времени и пространстве и передвигаются мгновенно со скоростью света. Так же Кардашев является сторонником теории о зеркальном мире , которые созданы из элементов, с точностью наоборот повторяющими обычные частицы.

Юрий Гнедин, рассказывает о том, что нет подтверждений существования неземной жизни в пределах Солнечной системы . План по поиску иной цивилизации продолжает свое существовании на основании фактов радионаблюдения. Продолжаются поиски признаков искусственного происхождения, которые посланы иной цивилизацией.

Тем временем, поставлена задача не понять сообщение, а получить сигнал, подтверждающий существование разумной жизни.

Сотрудник кафедры института астрономии К. Холшевников считает, что звезда, которая оснащена технологической способностью, может получить или передать мощное радиоизлучение. Частая периодичность сигнала является признаком инородного происхождения. Именно этот сигнал отсутствует и не дает возможность обнаружения инородной жизни.

Иным способом подачи сигнала являются ультрафиолетовые волны и рентгеновские лучи. Этот факт имеет место быть в связи с принципиальным отличием инопланетных созданий от человеческой цивилизации и способом коммуникации между собой.

Стоит помнить о том, что ближайшая планета Проксима Центавра , до которой продолжительность потока света достигает 5 лет . В связи с этим налаживание контакта может отстраниться на несколько веков. Галактика настолько велика, что для прохождения всей плоскости, свет преодолевает путь в 35 миллионов лет. Это факт может свидетельствовать о том, что сообщении могло быть отправлено, но не достигло своего пункта назначения.

Сигналы во Вселенную отправляются учеными регулярно, но считаются бесполезным делом . Если провести расчеты, взяв за единицу измерения 100 световых лет , именно на таком расстоянии находится ближайшая цивилизация, то сообщение дойдет в течение 200 лет .

Главная проблема ученых заключается в незнании предмета поиска. Это свидетельствует о том, что профессора, получая информацию на радиотелескоп, не знают, как ее расшифровать.

Солнце увлекается общим орбитальным движением рукава Ориона нашей Галактики со скоростью 220 км/с в полную неизвестность, куда-то в сторону созвездия Геркулеса. Звездное окружение Солнца тоже не статично, все вокруг находится в постоянном движении, и, конечно, это приводит к наличию на небе Земли некоторого количества звезд с большим собственным смещением на нашем небе - порядка нескольких угловых секунд в год. Тут мы должны вспомнить про . Многие из них - это близкие к нам звезды, которые находятся на расстояниях в десятки световых лет, и это выглядит довольно логично - чем ближе звезда, тем больше должна проявляться ее собственная скорость относительно Солнца и тем больше она должна перемещаться на нашем небе.

Второй комплект данных космической обсерватории GAIA , которая занимается определением трехмерных координат, скоростей, блеска и прочих важных характеристик звезд нашей Галактики, - неисчерпаемая сокровищница знаний для любого ученого, который посвятил свою жизнь астрофизике, звездной астрономии, астрометрии или даже эволюции галактик. GAIA DR2 содержит данные десятков миллионов звезд, которые все еще ждут своих исследователей, в то время пока профессионалы применяют к этой гигантской базе данных технологии data science, снимая самые сливки. Именно здесь немецкий астроном Ральф - Дитер Шольц недавно обнаружил странную тесную систему из красного и коричневого карликов на расстоянии всего в 22 световых года от нас. С точки зрения астрофизика система сама по себе довольно примечательна и требует дальнейшего тщательного изучения, но тут пришли специалисты по астрометрии и потащили одеяло на себя.

Два астронома - Эрик Мамаек (Eric Mamajek) из программы по исследованию экзопланет NASA и его коллега Валентин Иванов - удивились тому, что звезда Шольца совсем не никак не перемещается на небе, хотя, по идее, должна была бы. То есть, получается, что она движется строго по лучу нашего зрения - или к нам или от нас. Вычисления допплеровского смещения показали, что система Шольца удаляется от нас со скоростью 80 км/с, и это, в свою очередь, означает, что какое-то время назад она пролетела совсем близко к Солнечной системе! Дальнейшие вычисления показали, что такой момент был 70 тысяч лет назад и точка встречи находилась в 55 тысячах а.е. от Солнца, далеко вне пределов Облака Оорта, но в 5 раз ближе Проксимы Центавра!

Можете представить такое?

Более того, покопавшись в той же базе GAIA , они увидели, что есть еще одна звезда GJ710, которая направляется к нам с твердым намерением через 1.3 млн лет просвистеть мимо Солнечной Системы на каком-то неуказанном в статье расстоянии.

Эти вещи, в отличие от танцев вокруг мифической Нибиру, - реальны. Их можно пощупать, и, при наличии навыка, вывести какие-то обоснованные версии о том, что может быть дальше. Близкие к Солнечной Системе проходы других звездных систем могут привести к разным последствиям. Во-первых, конечно, объекты облака Оорта - в основном, ледяные кометы, начнут активно вбрасываться внутрь системы, перемещаясь ближе к Солнцу, чтобы или, обогнув его, уйти навсегда в пространство, или, может быть, претерпев многочисленные гравитационные взаимодействия с планетами-гигантами - прежде всего, Юпитером, быть захваченными ими или же начать изменять свои траектории самым причудливым образом. Не исключено, что некоторые из этих траекторий могут впоследствии пересечься с орбитой Марса или Земли и устроить нам похохотать. Вполне возможно, что именно такой механизм и был в основе появления воды на указанных планетах когда очень, очень давно.

Во-вторых действительно близкое прохождение звезды может сместить с мест карликовые планеты пояса Койпера - наподобие Плутона, добавить им спутников, или наоборот, отнять. Сами планеты могут при этом также выбрасываться внутрь системы или же наружу и пропадать в темноте космоса навсегда.

Ну и, конечно, нельзя исключать возможности, что в самом худшем случае и Земля может быть вырвана из ласковых объятий Солнца и отправиться куда подальше, или найти себе любую другую смерть на свой выбор. Впрочем, вероятность подобного исчезающе мала, и серьезно беспокоиться на этот счет я бы не стал.

То есть мы видим, что подобные сближения могут существенно влиять на эволюцию и структуру Солнечной Системы.

Итак, система Шольца, состоящая из красного и коричневого карликов, просвистела с относительной скоростью 80 км/с на расстоянии 55 тыс а.е. от Солнца 70 тысяч лет назад. Наши предки с каменными топорами и копьями даже не подозревали о таком грозном соседе, ибо его видимый блеск на небе был в 100 раз меньше 6й звездной величины, доступной глазу.

Но мне так хочется верить, что, если б звезда Шольца была видима, обязательно нашелся бы какой-нибудь питекантроп, который задал себе вопрос "почему то? почему так?" и написал бы об этом в каменном блоге, подписанном как-то вроде "Неба хватит на всех"...

Открыты планеты, которые странствуют по Галактике, вместо того чтобы обращаться вокруг звезд.

Древнегреческие астрономы видели объекты, движущиеся по ночному небу, и назвали их планетами, что означает «блуждающие [звезды]». В то время как настоящие звезды выглядели закрепленными на небосводе, планеты от ночи к ночи меняли свое положение. Позднее стало ясно, что они движутся вокруг Солнца.

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

С середины 1990-х годов астрономы стали находить планеты за пределами Солнечной системы. Теперь нам известно уже более полутысячи так называемых «экзопланет». До недавнего времени все эти миры обнаруживались рядом со звездами, что делало эти системы аналогами нашей Солнечной. Однако новые астрономические наблюдения позволили отыскать и нечто иное: блуждающие планеты, не обращающиеся вокруг звезд, а свободно летящие через Галактику.

Оценки, основанные на полученных данных, свидетельствуют, что число планет в межзвездном пространстве может втрое превосходить количество звезд в Галактике, достигая ошеломляющей величины в 600 млрд свободно движущихся планет-изгоев, как их теперь стали называть. Новые исследования позволяют глубже проникнуть в тайну рождения всех планет.

Группа под руководством астрофизика профессора Такахиро Суми (Takahiro Sumi) из Осакского университета (Япония) нашла в открытом космосе десять планет, которые, по-видимому, не связаны ни с одной звездой. Планеты были замечены в направлении центра нашей Галактики и все сравнимы по массе с Юпитером, а значит, являются газовыми гигантами.


1. КАМЕНИСТЫЕ ПЛАНЕТЫ Похожи на Землю. Формируются вблизи от родительской звезды и имеют твердую поверхность. В Солнечной системе это планеты земной группы - Меркурий, Венера, Земля и Марс. Масса ограничена десятью массами Земли (6*1024 кг). Предполагается, что их численность среди блуждающих планет может быть выше, чем их более крупных родственников.

2. ГАЗОВЫЕ ГИГАНТЫ Рождаются в холодных внешних областях планетных систем, там, где в Солнечной системе находятся Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Обычно имеют массы в диапазоне от 10 земных до 13 масс Юпитера (1,8*1027 кг). Сотни планет-гигантов открыты на орбитах вокруг других звезд, а теперь обнаружено, что у некоторых таких планет звезд по соседству нет.

3. КОРИЧНЕВЫЕ КАРЛИКИ Тяжелее 13 масс Юпитера, легче маломассивных звезд (обычно около 80 масс Юпитера). Формируются как звезды в облаках межзвездного газа, но недостаточно массивны, чтобы в их недрах начались реакции термоядерного синтеза с участием водорода. Много общего с планетами-изгоями, но, раз они образуются по типу звезд, их и считают звездами.

4. СУБКОРИЧНЕВЫЕ КАРЛИКИ Свободно движущиеся объекты с массами меньше нижнего предела для коричневых карликов. Похожи на гигантские газовые планеты, но образуются скорее как звезды, подобно коричневым карликам. Термин «субкоричневый карлик» предложен Международным астрономическим союзом в 2001 году. Субкоричневые карлики могут быть похожи на планеты-изгои.

КТО ЕСТЬ КТО В ГАЛАКТИКЕ

Как засечь планету-изгоя

Поскольку сами по себе планеты света не испускают, их поиск представляет для астрономов непростую задачу. В прошлом экзопланеты регистрировались в основном благодаря гравитационному взаимодействию со своими звездами: оказываясь на разных участках орбиты, планета немного «сдвигает» звезду то в одну, то в другую сторону. Такой способ, естественно, не годится для обнаружения планет-изгоев, у которых нет звезд. Вместо него группа Суми использовала эффект гравитационного микро-линзирования. Он основан на том, что гравитация планеты действует подобно линзе и вызывает кратковременные повышения яркости далеких звезд, когда планета в своем движении оказывается в точности на линии, соединяющей Землю со звездой.


Телескоп MOA-II в обсерватории Маунт-Джон, где группа профессора Суми наблюдала микролинзирование

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Такие события регистрировались с помощью телескопа MOA-II новозеландской обсерватории Маунт-Джон и с помощью телескопа Варшавского университета обсерватории Лас-Кампанас в Чили. О том, что найденные объекты достаточно малы, чтобы их можно было считать планетами, свидетельствует небольшая длительность события микролинзирования - чем оно короче, тем меньше масса объекта.

Причина, ранее затруднявшая подобные наблюдения, - планеты, имея сравнительно небольшую массу, дают лишь кратковременный эффект микролинзирования, длящийся 1-2 дня, - для астрономов это совсем немного. Лишь недавно появились технологии, позволяющие такое отслеживать.

1. Планета-изгой движется сквозь космос вдали от звезд. Поэтому она не дает отраженного света и не видна.
2. Когда планета проходит перед далекой звездой, ее гравитация фокусирует звездный свет, подобно линзе, вызывая возрастание блеска звезды.
3. Вскоре планета проходит дальше, и блеск звезды возвращается к исходной величине.
4. Нарисовав зависимость блеска звезды от времени, астрономы могут вычислить массу и размеры объекта, вызвавшего линзирование.
5. Таким способом группа Суми обнаружила 10 объектов, которые по массам и размерам сравнимы с Юпитером. При этом не было признаков наличия у этих планет звезд.

Возможность гравитационного линзирования следует из теории Альберта Эйнштейна. Его общая теория относительности описывает гравитацию как искривление пространства-времени. Гравитация способна искривлять не только траектории движущихся объектов, но и лучи света. Гравитация массивной галактики может усиливать свет далеких небесных объектов, действуя как гигантская космическая линза. Микролинзирование - проявление тех же эффектов в меньших масштабах, что позволяет астрономам обнаруживать объекты планетной величины, своей гравитацией вызывающие небольшое возрастание яркости фоновых звезд. Группа профессора Такахиро Суми из Осакского университета в Японии использовала это для поиска планет-изгоев.

По астрономическим меркам планеты-изгои - относительно небольшие объекты, и вызываемый ими линзовый эффект длится всего 1-2 дня. Это означает, что нужно очень часто, каждые 10-60 минут, делать снимки и следить за изменениями блеска звезд. Наблюдаемые астрономами объекты очень слабые, и для их фотографирования требуются длительные экспозиции, чтобы собрать побольше света. Данное исследование стало возможным благодаря применению новых высокочувствительных сенсоров, способных быстро получать снимки. Помогло также использование широкоугольных телескопов, поскольку их поле зрения охватывает больше объектов, обеспечивая тем самым максимальный эффект от применения скоростных сенсоров.

МИКРОЛИНЗОВАНИЕ

Как засечь планету по искривлению света!

Дополнительное преимущество метода, основанного на микролинзировании: он позволяет астрономам убедиться, что данная планета действительно одинока в космосе. Если бы любая из обнаруженных планет обращалась вокруг звезды по орбите размером до 10 а.е. (астрономических единиц - расстояний от Земли до Солнца), то гравитация звезды искажала бы микролинзовый сигнал. Ничего подобного не наблюдается.


Звезды образуются, когда облака газа и пыли начинают уплотнятся

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Впрочем, к этим оценкам нужно пока относиться скептически. Как отмечают некоторые астрономы, для газового гиганта совершенно естественно находиться более чем в 10 а.е. от своей звезды. «Взгляните на нашу Солнечную систему. Нептун обращается в 30 а.е. - говорит доктор Саша Куанц (Sascha Р Quanz) из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе. - Я верю, что обнаружены планеты, но не убежден, что все они - свободно летящие »

Но сколько бы планет-изгоев ни было обнаружено в действительности, вопрос о том, откуда они могли появиться, остается дискуссионным.

Рождение изгоев

Существование свободно летящих планет давно предсказывалось теоретически, но при этом считалось, что они образуются примерно тем же путем, что и звезды, - из облаков газа в межзвездном пространстве, которые сжимаются под действием собственного гравитационного притяжения.

Один из основных аргументов в пользу данного варианта заключался в следующем. Обычные планеты, как в нашей Солнечной системе, формируются, по сути, из мусора, оставшегося при образовании звезды, - газопылевого диска в ее экваториальной плоскости. Однако в ранних компьютерных моделях образования планет ни за что не удавалось объяснить, каким образом эти планеты могут выбрасываться из диска в открытый космос. Было также известно, что космические объекты, называемые «субкоричневыми карликами», которые тяжелее таких планет, как Юпитер, но легче звезд, в действительности образуются, как звезды. Нет ничего невозможного в том, чтобы свободно летящие планеты формировались бы тем же способом.

Несколько юпитероподобных планет, которые не обращаются вокруг звезд, обнаружены астрономами по наблюдениям далеких звезд, когда планеты проходили на их фоне. По частоте таких событий в обследованной части космоса подсчитано, сколько межзвездных планет должно быть в нашей Галактике, и астрономы пришли к выводу, что их может быть больше, чем самих звезд, число которых оценивается в 300 млрд. Это означает, что планет, дрейфующих среди звезд, может быть больше, чем обращающихся вокруг них. Исследования планет у других звезд говорят о том, что наша система со своей свитой из восьми планет, вращающихся вокруг Солнца, скорее исключение - у большинства звезд обнаруживается лишь по одной планете. Эти новые открытия грозят перевернуть наши привычные представления о планетах как о телах, обращающихся вокруг звезд.

«Со временем классификация планет становится всё более запутанной, - говорит астрофизик Филип Лукас (Philip Lucas) из Хартфордширского университета (Великобритания). - Разнообразие их типов гораздо выше, чем считалось ранее ».

Но вскоре в усовершенствованных, благодаря более мощным компьютерам, численных моделях стали обнаруживаться сценарии, в которых по ходу формирования планет вокруг звезды между ними случаются тесные сближения, приводящие к тому, что один из молодых миров может быть выброшен из планетарной колыбели, словно пращой, в холодные и темные глубины космоса.

Астрономы-наблюдатели тем временем стали находить у звезд экзопланеты на чрезвычайно удаленных орбитах. Такие планеты легко могли бы быть выброшены. «Планеты на удаленных орбитах слабо связаны с родительской звездой », - объясняет Филипп Лукас (Philip Lucas), астрофизик из Хартфордширского университета, специализирующийся на звездообразовании и экзопланетах.

Теперь работа наблюдателей увенчалась открытием группой Суми планет-изгоев с массой, как у Юпитера. «Новооткрытые объекты могли бы в принципе рождаться и в протопланетных дисках возле молодых звезд , - говорит профессор Иоахим Вамбсгансс (Joachim Wambsganss), астроном из Гейдельбергского университета в Германии. - Некоторые из них впоследствии вышибаются со своих орбит либо в результате взаимодействия между планетами, либо из-за встречи с соседними звездами ».

Признаки жизни

Если планеты-изгои проводят свои ранние годы, купаясь в теплых лучах молодой звезды, то не исключено, что на некоторых из них еще до того, как они были выброшены из системы, могла возникнуть жизнь. И если так, то может ли эта жизнь сохраниться до наших дней в ходе путешествия сквозь межзвездную пустоту?


Подобно луне Юпитёра Европе, планеты-изгои могут сохранять жизнь в своей глубине.

НАША ГАЛАКТИКА МОЖЕТ ИЗОБИЛОВАТЬ БЛУЖДАЮЩИМИ МИРАМИ

Часть планетологов считает это совершенно невозможным. Вдали от живительного тепла звезды поверхность блуждающей планеты вскоре станет негостеприимной ледяной пустыней. Однако другие ученые полагают, что планета может не остыть окончательно благодаря геотермальной энергии - остаточного тепла от ее образования и энергии, выделяющейся при распаде радиоактивных элементов.

«Температура внутри Юпитера очень высока. В центре - 20 000 °С », - говорит профессор Дэвид Стивенсон (David Stevenson) из Калифорнийского технологического института (США). По пути от центра к поверхности температура падает до межпланетной. Но где-то между этими крайностями должна быть умеренная зона. «В атмосфере Юпитера и сейчас есть место, где температура такая же, как на поверхности Земли, и есть жидкая вода , - говорит Стивенсон. - Это несомненно »

Проблемой, конечно, является отсутствие твердой поверхности - как на Юпитере, так и на подобных ему газовых гигантах, открытых Суми с коллегами. Однако Стивенсон не считает это непреодолимым препятствием для возникновения жизни. «Жизнь не обязательно должна на чем-то стоять », - говорит он. По словам Стивенсона, микроскопическая жизнь может, например, обитать на аэрозольных частицах в атмосфере газового гиганта.

Другая возможность для существования жизни связана со спутниками, обращающимися вокруг юпитероподобной планеты-изгоя. «Блуждающие планеты вполне могут обладать спутниками, состоящими из смеси льда и камней, как у газовых гигантов Солнечной системы », - говорит Лукас. В самом деле, спутник Юпитера Европа сейчас рассматривается в качестве кандидата в обитаемые миры. Поверхность Европы полностью покрыта льдом. Но ее внутренности разогреты приливными деформациями, которые вызывает гравитация Юпитера и других его спутников, и это обеспечивает существование подповерхностного океана жидкой воды. Возможно, то же самое происходит и с лунами, которые обращаются вокруг планет-изгоев.

Возможна ли жизнь на планетах без родительской звезды?

Важно различать условия, необходимые для поддержания жизни и для ее возникновения. Мы не знаем, как появилась жизнь на Земле, но благоприятные условия для ее возникновения явно складываются гораздо реже, чем просто для поддержания ее существования. Если планета выброшена из своей системы на раннем этапе своей истории, то она быстро остынет, так что крайне маловероятно, чтобы на ней могла появиться жизнь. Но если у планеты было достаточно времени для зарождения жизни под воздействием звезды, прежде чем произошел ее выброс из системы, то для поддержания жизни энергии может хватить.

Где могла бы существовать эта жизнь?

После выброса из системы планета быстро остывает и обледеневает. Но мы видим в нашей Солнечной системе, что в таких местах, как спутник Юпитера Европа, под толстым слоем льда может находиться жидкая вода. Вот там и может быть жизнь.

О жизни какого типа может идти речь?

Проводились исследования - еще в 1970-х годах, когда мы впервые стали задумываться о возможность существования жидкой воды на Европе, - в которых оценивалось, достаточно ли будет энергии для поддержания жизни гигантских кальмаров или рыб. Как выяснилось, ни для чего подобного энергии не хватит. Так что крайне маловероятно, чтобы на планетах-изгоях были какие-то крупные формы жизни, речь может идти фактически только о микробах.

Могут ли такие населенные микробами миры сеять жизнь среди бесплодных планет вдоль своего пути?

Теоретически это возможно. Точно есть обмен веществом между Марсом и Землей - найдены камни, попавшие к нам с Марса. Если микробы находятся в глубине большого камня (чтобы при падении не сгореть в атмосфере) и если путешествие окажется быстрым по геологическим меркам (что вполне возможно), камень может предохранить микробы от разрушительных космических излучений. Но это в пределах Солнечной системы. Перенести жизнь с планеты, странствующей по межзвездному пространству, куда труднее. Галактика достаточно пустынна, и шансы, что по стечению обстоятельств планета-изгой попадет в окрестности другой планетной системы, чрезвычайно малы. Но они есть.

ЕСТЬ ЛИ ЖИЗНЬ НА ПЛАНЕТАХ-ИЗГОЯХ?

А что можно сказать о землеподобных каменистых планетах в межзвездном пространстве? Ведь если даже планета с массой Юпитера может быть выброшена из молодой планетной системы, это тем более может случиться с менее массивными «Землями». В действительности таких планет, блуждающих по межзвездному пространству, должно быть даже больше, чем огромных газовых гигантов.

Может ли Земля стать планетой-изгоем?

Теория гласит, что планеты-изгои выброшены из молодых планетных систем при гравитационном взаимодействии с другими планетами. Может ли это случиться с Землей? «Если в Солнечной системе возникнет неустойчивость, которая приведет к тесным сближениям планет и изменениям их орбит и если Земля не столкнется с другими планетами или с Солнцем, она покинет систему », - говорит Димитри Верас (Dimitri Veras) из Кембриджского университета (Великобритания). В 2009 году Жак Ласкар (Jacques Laskar) и Микаэль Гастино (Mickael Gastineau) из Парижской обсерватории посчитали, что в 1% случаев Меркурий изменит свою орбиту, возможно также и тесное сближение Марса с Землей. Это именно та цепочка событий, в конце которой планета может быть выброшена из системы. Однако Верас подчеркивает, что «это крайне маловероятно ».

Сможет ли человечество выжить на Земле-«изгнаннице»?

Если из-за странного выверта в Солнечной системе Землю выбросит в межзвездное пространство, может ли человечество надеяться на выживание? Когда Земля удалится от Солнца, температура быстро упадет примерно до 30 кельвинов (-243 °С). Одним из решений может быть уход в подземелья, где геотермальная энергия будет использована для обогрева и выработки электричества. Эту энергию можно использовать для питания ультрафиолетовых ламп, что позволит выращивать урожай. Планетолог Дэвид Стивенсон (David Stevenson) из Калифорнийского технологического института рассчитал, что количество доступной геотермальной энергии составляет около 1/10 000 от того количества, которое Земля получает от Солнца, что неплохо. Даже если биоактивность станет в 10 тыс. раз меньше, чем сейчас, это всё равно будет вполне живая планета.

Может ли планета-изгой когда-нибудь влететь в Солнечную систему?

Если межзвездное пространство изобилует планетами, то возможно, что одна из них пройдет вблизи от Солнечной системы или пролетит сквозь нее. Это вызовет возмущения в кометах облака Оорта, заполняющего внешнюю часть Солнечной системы, и приведет к смертоносным столкновениям комет с Землей. В 1999 году появились данные о том, что к нам приближается звезда Глизе 710 (Gliese 710) из созвездия Хвост Змеи (она сейчас на расстоянии 63 световых лет от нас). Через 1,36 млн лет Глизе 710 пролетит вблизи от Солнечной системы, усилив поток комет. Хорошая новость состоит в том, что хотя число планет сопоставимо с числом звезд, на них приходится не более 1/10000 всей звездной массы. Из-за слабой гравитации планетам придется подходить гораздо ближе к облаку Оорта, чтобы вызвать катастрофический для Земли эффект.

Стивенсон считает, что такие планеты в некоторых случаях, также могут нести жизнь. Согласно его выкладкам, если атмосфера землеподобной планеты богата водородом (газом, который всегда в избытке присутствует в молодых планетных системах), то, возможно, поверхность планеты останется теплой за счет парникового эффекта. Он будет сохранять геотермальное тепло планетных недр. Только в отличие от земного парникового эффекта, который удерживает тепло, полученное поверхностью планеты от Солнца, в этом случае от рассеивания в космическом пространстве будет сохранено внутреннее тепло планетных недр. «Получается, что в этом случае поверхность планеты будет иметь температуру, близкую к земной , - говорит Стивенсон. - Покрывающая планету атмосфера служит изолирующим одеялом, в толще которого температура постепенно понижается с увеличением высоты ».


Считается, что приливные силы, действующие со стороны Юпитера на его спутник Европу, разогревают лед, образуя целый океан под твердой, исполосованной трещинами поверхностью

ОДИНОКИЕ ПЛАНЕТЫ

Этот механизм, как полагают ученые, может обогревать планету практически вечно. Температура будет снижаться лишь по мере исчерпания запасов радиоактивных элементов.

А это весьма длительный срок. Достаточно сказать, что период полураспада урана-238 составляет 4,5 млрд лет, а у самого долгоживущего из радионуклидов, тория-232, - 14 млрд лет.

Эффект микролинзирования, использованный группой профессора Суми, уже применялся в прошлом для поиска больших, на порядок превосходящих по массе Землю, каменистых планет у других звезд. «Так можно находить и свободно летящие объекты такой же массы , - заверяет Куанц. - Но зарегистрировать их намного труднее (чем объекты с массой Юпитера), поскольку событие микролинзирования становится короче и слабее ».


WFIRST сможет замечать микролинзование от небольших объектов.

Ситуация может измениться уже в ближайшие десятилетия благодаря созданию Широкоугольного инфракрасного обзорного телескопа NASA (Wide Field Infrared Survey Telescope, WFIRST). Его предполагают подготовить к запуску в космос после 2020 года. Поднявшись над мутной дымкой нашей атмосферы, этот инструмент получит все возможности для наблюдения малозаметных событий микролинзирования, связанных с межзвездными планетами.

От этого события можно ожидать невероятных открытий. Кто знает, вдруг небеса просто кишат независимыми землеподобными мирами? И тогда блуждающие в межзвездном пространстве планеты вряд ли можно будет считать такими уж одинокими.

ПОЛ ПАРСОНС
журнал "Наука в фокусе"

Планеты для нас - газовые гиганты или твердые миры, вращающиеся на орбите родительской звезды. И покуда уходят звезды, Млечный Путь усеян сотнями миллиардов таких планет, включая и нашу собственную, единственную и пока неповторимую Землю. И у каждой планеты, в принципе, собственная и тоже уникальная история рождения и жизни. Некоторые из них массивные и яркие, другие маленькие и тусклые; некоторые родились пару миллионов лет назад, другие могут потягаться возрастом с самой Вселенной. Но есть одна общая черта, которой мы наделяем все эти планеты: солнечная система. Как показала миссия Кеплера и прочие поиски экзопланет, если хочешь найти планеты - просто ткни пальцем в звезду и огляди ее: вокруг нее ты найдешь на одну, а целую систему планет.

И все же - в дополнение к звездам и всем телам, которые вокруг них вращаются, - должно быть великое множество планет, не привязанных к центральной звезде вообще: планет-изгоев. Ученые считают, что это справедливо для любого места Вселенной, от небольших звездных скоплений и межзвездного пространства до ядер гигантских галактик. Насколько нам известно, в космосе беззвездных планет не меньше, чем самих звезд - а может, и больше. Из этого следует, что на каждую точку света, который вы видите, есть намного больше массивных точек, которые вы не видите, потому что они не испускают видимого света.

Благодаря наблюдениям, мы обнаружили целый ряд возможных кандидатов в блуждающие планеты. «Кандидат» - это важное слово; мы не можем быть уверены, что эти планеты истинны, поскольку у нас нет хорошей техники подтверждения данного факта. Даже с нашим лучшим современным оборудованием их так сложно обнаружить, что мы должны подразумевать наличие гораздо большего числа миров, чем мы уже нашли. Но мы кое-что уже нашли и можем делать выводы. Откуда же берутся эти планеты-странники?

Один из убедительных источников всех этих планет находится рядом с нами, и мы им очень дорожим.

Мы знаем, как образуются солнечные системы: после того как гравитационный коллапс создает регион космоса, в котором зажигается синтез, вокруг центральной звезды собирается протопланетарный диск. Гравитационные пертурбации регулярно появляются в этом диске, привлекая больше и больше вещества из своего окружения, в то время как тепло новообразованной центральной звезды медленно выдувает самый легкий газ в межзвездную среду. Со временем гравитационные возмущения перерастают в астероиды, твердые планеты и газовые гиганты.

Но дело в том, что эти миры не только вращаются вокруг своей звезды, но и гравитационно стягивают друг друга. Со временем эти планеты мигрируют в наиболее стабильные конфигурации, которых могут достичь: самые массивные миры занимают свои самые стабильные места, часто жертвуя другими мирами поменьше. Что происходит с «проигравшими» в космической битве за планетарное преимущество? Они поглощаются в процессе слияния, падают на Солнце или выбрасываются из солнечной системы в межзвездное пространство.

Недавнее моделирование показало, что на каждую богатую планетами солнечной системы, вроде нашей собственной (с газовыми гигантами), будет выброшен как минимум один газовый гигант - в межзвездную среду, где будет обречен блуждать по галактике странствующей планетой-изгоем. При этом число твердых миров поменьше, выброшенных из системы, может достигать 5-10. Это, в принципе, и есть крупнейший источник планет-изгоев, и в нашей собственной галактике наверняка имеются сотни миллиардов таких.

Особо забавно то, что когда ученые проводят теоретические расчеты, выброшенных планет из юных солнечных систем оказывается в два раза меньше, чем ожидаемое число блуждающих планет. Откуда же тогда они берутся? Чтобы понять, откуда берется большинство беззвездных планет, нам нужно взглянуть пошире на одно время: не только когда образовалась наша Солнечная система, но и на скопление звезд (и звездных систем), которые образовались в одно время.

Звездные скопления образуются в процессе медленного коллапса холодного газа, по большей части водорода, и, как правило, берут начало в уже существующей галактике. Глубоко в коллапсирующих облаках образуются гравитационные нестабильности и первые, самые массивные нестабильности, притягивают все больше и больше материи. Когда достаточно материи собирается в небольшой области пространства и плотность с температурой в ядре становятся достаточно высокими, начинается ядерный синтез и образуются звезды.

Но рождается не одна звезда и звездная система, а множество их, поскольку каждое облако, которое коллапсирует с образованием новой звезды, содержит достаточно вещества, чтобы образовать много звезд. Вместе с этим происходит кое-что. Крупнейшая образованная звезда также самая горячая и самая голубая, то есть излучает самое ионизирующее, ультрафиолетовое излучение. И эта звезда начинает одну из самых активных гонок, чтобы занять свое место в космосе.

Если заглянуть в звездообразующую туманность, можно увидеть два процесса, протекающих одновременное:

  • Гравитация пытается стянуть материю в направлении этой юной, растущей гравитационной сверхплотности
  • Излучение выжигает нейтральный газ и выталкивает его обратно в межзвездную среду

Кто победит?

Ответ зависит от того, что считать победой. Самые большие гравитационные сверхплотности образуют самые большие, горячие и голубые звезды - но такие звезды чрезвычайно редкие. Сверхплотности поменьше (все еще большие) образуют другие звезды, но по мере уменьшения массы их становится все больше и больше. Именно поэтому, когда мы заглядываем глубоко в скопление юных звезд, легко увидеть самые яркие (голубые или другие) звезды, но их значительно превышают в числе желтые (и красные) звезды с массой поменьше.

Если бы не радиация, которую излучают юные звезды, эти тусклые, красные и желтые звезды продолжали бы расти, становились бы массивнее и ярче, разгорались бы сильнее. Звезды (в главной последовательности) бывают разных типов, от O-звезд (самые горячие, большие и голубые) до M-звезд (самые маленькие, холодные, красные и маломассивные). И хотя большинство звезд - ¾ - приходится на звезды M-класса, и меньше 1% всех звезд приходится на звезды O- или B-типа, общая масса двух последних типов звезд сопоставима с общей массой звезд M-типа. Нужно около 250 звезд M-класса, чтобы сравниться по массе с O-звездой.

Как оказалось, порядка 90% оригинального газа и пыли, которые были в этой звездообразующей туманности, выдувается в межзвездную среду и не идет в образование звезд. Самые массивные звезды образуются быстрее и начинают выдувать материал из туманности. Всего за пару миллионов лет материала остается все меньше, и новые звезды прекращают формироваться. Оставшийся газ с пылью полностью выгорают.

И теперь самое интересное. Не только звезды M-класса - с массой между 8% и 40% солнечной - представляют собой самый распространенный во Вселенной тип звезд. Есть много больше того, что могло быть звездами M-класса, если бы звезды с большой массой не выжгли лишний материал.

Другими словами, на каждую образовавшуюся звезду есть намного больше неудавшихся звезд, которые просто не набрали критическую массу: и таких звезд может быть от десятков до сотен тысяч на каждую образовавшуюся звезду.

Только представьте: наша собственная Солнечная система содержит сотни или даже тысячи объектов, которые потенциально удовлетворяют геофизическому определению планеты, но были астрономически исключены лишь в силу своей орбитальной позиции. А теперь представьте, что на каждую звезду вроде нашего Солнца приходятся сотни неудавшихся звезд, которые просто не набрали достаточно массы, чтобы запустить синтез в ядре. Это и есть бездомные планеты - или блуждающие планеты - которых намного больше, чем планет вроде нашей, вращающихся вокруг звезд. Планеты-сироты могут быть с атмосферой или без, и обнаружить их чрезвычайно трудно, особенно самые мелкие. Но вдумайтесь: на каждую планету вроде нашей в галактике может быть до 100 000 планет, которые не только не вращаются вокруг звезды сейчас, но и никогда не вращались. Найти их весьма сложно.

Так что, хоть у нас может быть несколько планет, выброшенных из юных солнечных систем, и даже горстка таких миров в галактике родом из Солнечной системы, подавляющее большинство всех планет в галактике никогда не держались за звезды. Планеты-изгои бороздят галактику, обреченные на вечное блуждание в темноте, и никогда не узнают тепла родительской звезды. Их потенциальные родители, возможно, даже и звездами никогда не стали. В галактике может быть квадриллион таких странствующих миров, которые мы еще даже открывать толком не начали.