Семья Водолея. Семь обитаемых планет

В феврале 2017 года журнал Nature опубликовал сообщение об открытии в созвездии Водолея звезды TRAPPIST-1, вокруг которой вращаются не одна или две, а целых семь планет. Самим по себе наличием планет (их называют еще экзопланетами) у других звезд никого не удивишь. Число экзопланет, уже обнаруженных астрономами, равно примерно 4000. А всего их в нашей Галактике, по предварительным оценкам, может быть 100 миллиардов.

Почему же обнаружившие семь экзопланет TRAPPIST-1 бельгийские астрономы назвали эту систему одной из самых необычных в Галактике, их коллеги из NASA оценили открытие как самое значительное в астрономии с начала третьего тысячелетия, а журналисты сразу же окрестили семьей Водолея?

Оказывается, большинство известных к настоящему времени экзопланет вовсе не похожи на нашу Землю. Более всего они похожи на Юпитер, Нептун или Сатурн (но необязательно с кольцами). И не просто похожи - они на самом деле являются газовыми гигантами. Что сразу же дает определенный, однозначно отрицательный, ответ на вопрос о наличии на них жизни.

С одной существенной оговоркой - жизни в нашем понимании. То есть, по определению Фридриха Энгельса, жизни как «способа существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой». Такой жизни на планетах - газовых гигантах нет и быть не может.

Водородно-гелиевая атмосфера, отсутствие твердой поверхности, огромные температуры и давление в нижних слоях, невероятной силы ураганы и смерчи делают невозможным существование любой белковой структуры.

Конечно, если вообразить себе летучие, не нуждающиеся в «почве под ногами» создания на основе, скажем, метана и аммиака, то для них подобная планета - просто рай. Но, к сожалению (или к счастью!), такие создания существуют лишь в фантастических романах.

Планет же, похожих на Землю хотя бы размерами и составом, значительно меньше. Еще меньше экзопланет, находящихся в так называемой зоне жизни - то есть обращающихся вокруг своей звезды по более или менее круговой орбите и на расстоянии, позволяющем планете получать достаточное, но не чрезмерное количество света и тепла.

Если же к этим условиям прибавить наличие воды, причем в жидком, а не в парообразном или твердом состоянии, и содержащей кислород атмосферы, то...

В общем, чтобы сосчитать количество известных экзопланет, на которых возможна жизнь в нашем понимании, то есть наличие биологических организмов, вполне достаточно пальцев одной руки.

С начала нового тысячелетия и до 2012 года телескопы астрономов и их надежды на обнаружение такой «землеподобной» планеты чаще всего обращались к созвездию Скорпиона. Третья планета звезды Глизе 667 С находилась в «зоне жизни»; ее масса составляла 3.8 земной. Наконец, на ее поверхности предполагалось наличие значительного количества воды, а в атмосфере - и кислорода, и углекислого газа, который, как известно, может появляться и в результате жизнедеятельности организмов.

Для нас, землян, там, конечно, было бы тяжеловато. Человек массой 70 килограммов на планете Глизе весил бы все 270. Да и лететь туда слишком далеко: расстояние в 22,7 светового года от Солнца до Глизе 667 С самые совершенные сейчас ракетные двигатели могли бы преодолеть лишь за несколько тысяч или даже десятков тысяч лет. Но, как говорится, на безрыбье...

Однако начиная с 2012 года стала поступать обнадеживающая информация с совершенно другого участка небесной сферы. И - что самое главное - из более близкого к нам, находящегося всего на расстоянии четырех световых лет созвездия Центавра.

Сначала была обнаружена экзопланета у звезды альфа Центавра, масса которой могла быть равна земной. Но, к сожалению, она не находилась в «зоне жизни» - температура ее поверхности оказалась выше 1500°. Это превышает температуру плавления большинства земных металлов.

Три года спустя у гораздо более тусклой и неприметной, чем альфа, звезды Проксима Центавра была обнаружена экзопланета Проксима b, которая оказалась гораздо более похожей на Землю.

Масса Проксимы b, по предварительным оценкам, составляет 1,3 земной - значит, сила тяжести там вполне приемлема для земных организмов. Она расположена гораздо ближе к своей звезде, чем Земля к Солнцу, и делает полный оборот вокруг Проксимы всего за 11,2 дня. Казалось бы, из-за близости к своему светилу на ее поверхности также должно быть очень жарко. Но звезда Проксима - красный карлик, она намного холоднее нашего Солнца. Поэтому на планете Проксима b вполне могут быть и вода в жидком состоянии, и кислородно-азотная атмосфера с водяным паром. Температура поверхности в этом случае будет вполне комфортной - около 30°.

Проксима b больше года считалась «первым кандидатом» на роль планеты, на которой, во-первых, может существовать жизнь, а во-вторых, на которую человечество со временем может в случае чего переселиться - если, конечно, построит более мощные двигатели и оснастит ими многоместные космические корабли «дальнего плавания».

И вот в 2017 году, после многолетних наблюдений, надежд и разочарований, в созвездии Водолея обнаружена звезда, обладающая сразу семью планетами земного типа - причем как минимум три из них находятся в «зоне жизни»!

Масса и плотность всех семи «жемчужин» этого редчайшего космического ожерелья сопоставимы с земными, но на трех из них еще и предполагается наличие жидкой воды и подходящей атмосферы.

Звезда TRAPPIST-1 изучалась бельгийскими учеными при помощи телескопа TRAPPIST в Чили и орбитального телескопа «Спитцер». Сопоставление данных обоих телескопов дает возможность получить уникальные достоверные сведения о размерах, массе и составе атмосфер ее планет. Этому способствуют также, по словам астрономов, спокойный характер звезды и ее небольшой размер, облегчающий наблюдение за тенью планет на ее поверхности.

Все семь планет TRAPPIST-1 вращаются вокруг своего светила по очень короткой орбите - период обращения составляет от двух дней до двух недель. Даже последняя планета системы, TRAPPIST-1 h, располагается примерно в четыре раза ближе к звезде, чем Меркурий к Солнцу.

Звезда TRAPPIST-1, красный карлик, гораздо меньше и холоднее нашего Солнца, и потому, несмотря на такую близость, на 3, 4 и 5-й планетах может царить вполне земной климат. Наибольшие шансы на наличие жизни ученые видят у 5-й планеты, или TRAPPIST-1 f.

Точный же ответ на этот вопрос предполагается получить довольно скоро. По словам астронома и астрофизика Эмори Трио из Астрономического института в Кембридже (Великобритания), некоторые особенности климата 5-й планеты и ее соседок станут известны уже в ближайшие годы, а первые достоверные сведения по ее обитаемости могут быть получены в пределах текущего десятилетия.

Однако в этой бочке меда для астрономов, истосковавшихся в поиске землеподобных планет, есть и своя ложка дегтя. Мишель Жильон, астроном из Университета Льежа (Бельгия), один из авторов открытия системы TRAPPIST-1, не исключает, что все эти планеты из-за приливной силы звезды постоянно обращены к ней одной стороной. Иными словами, они могут оказаться больше похожими не на Землю, а на Луну...

Разумеется, Жильону, как и его коллегам, очень хотелось бы, чтобы это было не так и чтобы семья Водолея оказалась действительно полной жизни, самых разнообразных ее форм. Тогда и значительное расстояние от Солнечной системы до TRAPPIST-1 - 40 световых лет - не будет представляться таким уж непреодолимым препятствием.

Если есть такая конкретная цель, редчайшая драгоценность во Вселенной - не одна, а сразу несколько, подобных Земле, обитаемых планет, - люди обязательно что-нибудь придумают, чтобы до них добраться. Это лишь вопрос времени.

Ольга СТРОГОВА