Экзопланеты — монстры Вселенной, поиск землеподобных планет

0
120
views

Наша Вселенная жестока, космос полон дьявольских планет, настоящих монстров: раскаленное царство, сгорающее при диких температурах; замороженные планеты, слишком холодные для жизни; пустынные миры, сожженные радиацией; есть даже планеты, на которых идет дождь из камней. Астрономы ищут миры, подобные нашему, но находят планеты, на которых жизнь невозможна, обнаружено сотни таких планет — они ужасны. Как Вселенная может быть столь жуткой, неужели Земля, — единственная обитаемая планета во Вселенной, или существуют миры как наш, которые ждут чтобы их нашли…

Экзопланеты
Астрономы уже открыли более 700 планет за пределами Солнечной системы

Взгляните в космос — в нем миллиарды галактик, триллионы триллионов звезд и один важнейший вопрос: есть ли там жизнь? Мы хотим найти вторую Землю, есть ли еще одна голубая планета, что вращается вокруг звезды в какой-то галактике… Ведется поиск миров, в которых возможна жизнь, мы ищем похожих на себя в космосе, ищем наш рай. Астрономы уже открыли более 700 планет за пределами Солнечной системы, но эти экзопланеты, как и их звездные системы, совершенно не похожи на нашу. Это кошмарные миры, в которых жизнь не возможна, космос наполнен ими, а мы как белые вороны, исключение. Неужели мы одиноки, космическая случайность в немых просторах Вселенной? Ученые открывают сотни экзопланет в открытом космосе, где то по одной в неделю, через несколько лет их будет тысяча,  миллионы, миллиарды планет  только и ждут что бы их нашли. Неужели все эти планеты ад?

Поиск ответов начинается в 63 световых годах от Земли. Астрономы нашли планету, которая даже больше Юпитера. Ее орбита крайне мала, она ближе к своей звезде чем Меркурий к нашему Солнцу, в 30 раз ближе чем Земля. Поэтому она представляет собой раскаленный ад. Но есть и другая причина по которой на этой планете не выжить, — свирепый ветер. Поверхность полируют буря, которая не утихает никогда. Не возможно заметить эти ветры в телескоп из Земли, но астрономы знают, что там бушует буря.

Космический телескоп NASA «Спитцер» не использует видимый свет, а работает в инфракрасном диапазоне, — это часть светового спектра, который невидим для наших глаз, это тепло. Преимущество исследование Вселенной в инфракрасном свете дает возможность увидеть свет, исходящий от планет возле других звезд. Если сравнить свет от планеты и звезды, то звезда в 1000 раз ярче, и планета кажется очень бледный. Но если перейти в инфракрасную часть спектра, внутренний жар планеты вызывает свечение, его можно наблюдать, измерить.  «Спитцер» дает ученым нечто совершенно новое: самую первую погодную карту планеты за пределами нашей Солнечной системы.

Это простое изображение — технологический триумф, цвета обозначают разницу температур, но карта доказывает, что на планете бушуют ветры. Все потому, что ее самая жаркая точка не там, где должна быть. Одна сторона планеты постоянно направлена к звезде, так что ее центр должен быть самой жаркой точкой планеты. Однако это не так, что-то смещает эту точку в сторону, для этого нужно невероятная сила. Только непрекращающейся ураган со скоростью 10 тыс. км/ч может быть столь силен. Он в 20 раз сильнее самых сильных земных ветров, в 8 раз быстрее скорости звука. Маленький сдвиг на карте погоды — доказательство сверхзвуковых ветров, бушующих на незнакомой планете. Настоящая адская планета.

Некоторые из найденных планет столь жаркие, что не просто безжизненны, они даже не должны существовать. Например газовая планета размером с Юпитер, в 256 световых годах от Земли, в инфракрасном она сверкает как звезда, в 1000 раз ярче Венеры, — самой жаркой планеты нашей Солнечной системы. Она раскалена до 2000 градусов. Практически невозможно чтобы планета была такой жаркой. Эту адская температура объясняет ее внешний вид. Только абсолютно черный объект может поглощать столько света от звезды и достигнуть таких высоких температур. Если бы мы приблизились к ней с ночной стороны, то увидели бы лишь темноту, очень мало света, словно звезды избегают этой части неба. Так же как темная дорога поглощает солнечный свет и нагревается за день, — черная планета сгорает возле своей звезды. Мы не знаем состава ее атмосферы, на Земле нет ничего, что могло бы поглощать столько света. Цвет планеты вызван ее жаром. Когда вы перелетите на дневную сторону, там все будет раскалено до красна, там будет бушевать алая буря. Планета состоит из облаков окиси титаны, они овевают твердое ядро, которое в 100 раз тяжелее Земли. Это кромешная тьма и еще одно царство ада.

Но есть планеты еще больше, и еще более загадочные. Вот вам тайна: в каждом учебники по астрономии говорится что гигантские планета размером с Юпитер, формируются там, где царит холод, но что делает планета размером с Юпитер внутри орбиты Меркурия? Планеты размером с Юпитер создаются лишь вдали от своих звезд, в холодном космосе. Газовый гигант, который вращается так быстро, — означает что эти чудовища могут перемещаться. Это WASP-12b Планета так близко расположена возле звезды, что ее год длится лишь один земной день. Это царство раскалено до 2000 градусов Цельсия, тут безумно жарко.  WASP-12b одна из самых горячих планет в нашей Галактике. Астрономы никогда не видели ничего подобного, это определенно одна из самых враждебных сред во Вселенной.  WASP-12b  находится всего в 3 млн. км от своей звезды. Палящий жар сгущает ее атмосферу, придавая ей плотность пенопласта, будь там вода, — она бы плавала в этой атмосфере.

Планета WASP-12b
Планета WASP-12b, одна из самых горячих планет в нашей Галактике

Планета так близка к звезде, что силы гравитации вытягивают ее орбиту, она даже не круглая, она овальная. В тысячах километрах от сгущенной атмосферы находится твердое ядро, оно богато углеродами и давление так высоко, что возможно там высятся бриллиантовые и графитовые горы, простираются моря из смол. Но WASP-12b  не проживет долго, орбита планеты так мало, что звезда буквально отрывает от нее куски, забирая около 190 триллионов квадратных тонн газа в год. Через 10 млн. лет планету  WASP-12b притянет ее звезда и она исчезнет. Однако странно то, как планета подобралась так близко к звезде, об этом далее.

Рассмотрим процесс рождение звездной системы:  в центре новая звезда, вокруг нее вращается диск микроскопической пыли, — это будущие планеты. Пылинки сталкиваются и когда это происходит они соединяются вместе, становится все больше, это как это клубы пыли под кроватью. За 100 тыс. или миллион лет этот клубок становится огромным: все больше и больше. За триллионы километров от звезды достаточно холодно для того, чтобы сформировался лед. Лед собирает пыль и газ, эти газовые массы копятся в течение миллионов лет и в итоге становятся газовыми гигантами. В нашей Солнечной системе газовые гиганты: Юпитер, Сатурн, Нептун и Уран возникли именно так, мы все еще видим их на дальних орбитах. WASP-12b подошел столь опасно близко к своей звезде из-за гравитации, эта планета огромна, она на 40% больше Юпитера. Ее сильнейшая гравитация взметает пылевой диск, создавая турбулентность. Планета создает волны на диске, массивные волны, такие же как в океане. Газовый гигант становятся космическим серфером.  За сотни миллионов лет планета подплывает на этих волнах к звезде. Когда планета подходит ближе к звезде она начинает испытывать ее излучение и разогревается. Так она проплывает миллионы километров с холодных задворок системы прямо к звезде, и попала на очень малую орбиту, как сегодня. Ледяное царство превращается в жаркий ад. Никто не знал как могла возникнуть планета за миллиарды километров от звезды, а потом подобраться к ней так близко, это невероятно, но это единственное объяснение как такие планеты оказываются возле звезд.

WASP-12b необычна, но она не одинока, астрономы нашли много таких раскаленных и близких к звездам гигантам, их называют горячими Юпитерами. На них бушуют сверхзвуковые ветры, они темнее чем ночь, горячее чем ад. И все эти горячие Юпитеры похожи: на них нет жизни. Эти планеты радикально отличается от Земли, их нашли уже более сотни и все они похожи друг на друга. Так что возникает вопрос кто необычней: они или мы?

Скольжение планет не проходит бесследно, вращаясь по внутренней спирали, горячие Юпитеры сеют хаос, они создают новый вид странных бродячих планет, эти заброшенные миры улетают от своих звезд в пустоту межзвездного пространства в море тьмы. Ученым всегда казалось что космос пуст, это его определяющая характеристика поэтому он так называется. Но когда охотники за планетами перевели взгляд от звезд в пространство, — их ждало поразительное открытие. Из темноты между звездами стали появляться планеты, первым возник темный газовый гигант, потом еще несколько. В итоге было найдено 10 темных без звездных планет в пустоте космоса. Только представьте каково это оказаться на одной из таких планет: ночное небо должно быть абсолютно темным, в гирляндах звезд. Но на этих планетах царит вечная ночь: нет ни восходов, ни закатов, нет тепла от звезды. Эти планеты возникли возле звезды, но теперь они бродят во тьме межзвездного пространства, их история ужасна, каждую столкнул с орбиты силой гравитации горячий Юпитер — планета-убийца. Когда они движутся к своей звезде, их гравитация разрушает систему, они сбивают планеты с их орбит. Они отфутболивают в открытый космос мелкие планеты, любая планета, которой не повезло вращаться вокруг звезды, срывается в открытый космос проходящим мимо Юпитером. Эти планеты уже никогда не почувствует тепло и не увидят света звезды.

Все бродячие планеты, которые мы пока обнаружили — газовые гиганты, но возможно существуют и помельче — каменные. Планеты, которые когда-то были похожи на Землю. Планеты, размером с Юпитер легче разглядеть, но вполне возможно что есть и мелкие бродячие планеты. Когда Юпитер и подобная планета движется к звезде и играет в пинг-понг планетами, она сбивает и те, что похожи на Землю. И ее мирок замерзает и носится, темный, одинокий между звездами. Эти планеты жертвы жестокой гравитационной борьбы. Возможно сотни миллиардов таких планет скитаются по галактике.

Сейчас в галактике всего пару сотен миллиардов звезд, а бродячих планет может быть еще больше. И недавно астрономы начали находить мелкие планеты из камня, подобные Земле. Планеты такого размера могут нести на себе жизнь, но вместо этого мы находим очередные адские миры: жуткие, кошмарные и безжизненные. В 50-ые годы прошлого века научные фантасты позволяли разгуляться своему воображению и придумывали разные причудливые планеты, но сейчас мы понимаем, что даже фантасты недооценивали все разнообразие существующих миров. Стоит только представить какую-нибудь планету и где то в космосе ее можно будет найти.

Раньше планеты можно было искать только с помощью больших телескопов. Например  самым большим рефрактором в обсерватории Лик в Сан-Хосе. Но даже этот 20-ти метровый телескоп не смог бы найти темные планеты, спрятавшиеся среди свечения ярких звезд. Допустим есть звезда и планета, которая вращается вокруг звезды. Планета излучает лишь миллиардную долю света звезды, так что она практически не видима. Но технологии развиваются, и астрономы начали находить первые подтверждения существования миров, далеких от нас. В обсерватории Лик открыли много экзопланет, около половины из первой сотни планет были обнаружены именно здесь и все они горячие Юпитеры. Словно эти горячие газовые гиганты все, что может нам предложить Вселенная. Но существует предел видимого с Земли. Что бы увидеть больше, нам надо подняться над земной атмосферой и запустить  телескоп в космос.

Это CoRoT-7 b — мир жестоких крайностей. Он так близок к своей звезде, что на его небосклоне она в 360 раз крупнее нашего Солнца. На 7b невероятно жарко, и его поверхность — печь, горящее при 2.5 тыс. градусов. Лава кипит, превращая атмосферу в испарение камней. Когда надвигается холодный фронт, — формируется мелкая галька, и каменный дождь падает с неба. Горячая сторона планеты всегда обращена к звезде, за ней зона сумерек. В ней достаточно прохладно, чтобы превратить океана лавы в скалы. Но это уютная зона узка, двигаясь дальше вы попадете во вторую крайность, на темную сторону, на ту часть планеты, которая никогда не видит Солнце: вечная тьма и жестокий холод, сотни градусов ниже нуля. На одной стороне жарко, на другой холодно, огонь и лед, две крайности: самое холодное место во Вселенной и самое жаркое, нельзя придумать место хуже.

Планета не всегда была такой. Вернемся на полтора миллиарда лет назад, когда рождался CoRoT-7 b, он не был каменным, это был газовый гигант, в 100 раз больше Земли. Он перемещался к своей звезде, когда он приблизился — звезда смела газ с планеты, газовая скорлупа спала, оголив каменное ядро. CoRoT-7 b — все что осталось от горячего Юпитера, его звезда сократила мощного газового гиганта до его каменного основания. Трудно представить себе более жуткую планету чем CoRoT-7 b, но и такие существуют: каменное царство, которое омывает радиация.

Это пульсар в миллионе триллионов километров от Земли, он похож на космический маяк. Этот невероятно маленький шарик всего 16 км в диаметре выстреливает в космос яркий луч радиации с точностью атомных часов. Каждый кубический сантиметр этой планеты весит примерно столько же, сколько гора Эверест. Сожмите Эверест в кубический сантиметр, вся звезда 16 км в диаметре состоит из них. Это одно из самых жутких мест во Вселенной. Все вокруг разрушается сильнейший гравитацией звезды, никто не ожидал найти здесь планету, но у этого пульсара их три: маленьких, каминных, размером с Землю. Это были первые найденные экзопланеты, но жизни на них быть не может. У звезды сильнейшее магнитное поле, а радиационные лучи сжигают несчастные планеты, так что на Землю они совсем не похожи. Рентгеновские лучи постоянно воздействуют на планеты, причем их радиация в миллионы раз опасней медицинского рентгена. Они медленно сглаживают поверхность, это стерильные миры. Все признают, что жизнь никакой мы ее знаем, не может существовать на планетах пульсаров. Радиация пульсара сжигает планеты. Но и другой вид ада не лучше. Замороженные царства слишком холодны для жизни.

В созвездии Скорпиона за 20 тыс. световых лет до нас, есть красная карликовая звезда. Красные карлики крошечные и относительно холодные, а найденная планета слишком далеко от карлика, чтобы согреться от его жара. Ее орбита длиной в 10 земных лет, это самая холодная планета из тех, что мы нашли во Вселенной, температура ее поверхности 200 градусов ниже нуля. Этот мир целиком состоит изо льда: метан, аммоний и азот, земные газы, но здесь они заморожены в ядовитую корку. Ледники, каньоны и утесы изо льда -единственный пейзаж, это настоящий ледяной ад. Похоже все планеты, которые мы находим, невообразимо враждебны нам.

Планета в созвездии Скорпиона - самая холодная из найденых
Планета в созвездии Скорпиона — самая холодная из найденных

Неужели Земля, — единственная живая планета в нашей Солнечной системе, совсем одинока, в галактике, полной сотен миллиардов звезд? На этот вопрос и пытаются ответить охотники за планетами. Вся суть поиска экзопланет — понять каково наше место во Вселенной, кто мы, как наш мир соотносится с другими мирами, есть ли еще планеты на которых возможна жизнь. Для этого и нужен космический телескоп Кеплер. Кеплер позволяет подсчитать дальность расположение планеты от звезды, а это главное для того чтобы понять возможно ли там жизнь. На Земле жизнь существует лишь потому, что мы удачно расположены относительно Солнца: у нас не слишком жарко и не слишком холодно. У нас лучшие условия для воды, для океана, озер, дождя и жизни. Журналисты говорят ищите деньги, а астрономы говорят ищите воду. Вода растворяет большинство химических веществ поэтому и возникла ДНК, где есть жидкая вода — возможна жизнь. Астрономы ищут планеты не слишком близко расположенные от своей звезды, чтобы вода не испарилась с них, и не слишком далеко, чтобы вся вода не превратилась в лед. Мы ищем обитаемую зону, где жидкая вода может скопиться на поверхности. Когда Кеплер находит новую планету, астрономы проверяют находится ли она в обитаемой зоне от своей звезды.

Пока Кеплер не нашел ни одного близнеца Земли. Но он засек более 2 тыс. планетарных возможностей, и это обилие планет дает ученым надежду. Важно помнить, что хотя мы находим жуткие планеты на которых невозможна жизнь, есть и другие. Ученые находят сотни, тысячи, значит планеты формируют с легкостью, в этом многообразии есть место и редкостям.  Даже если Земля редкая жемчужина в нашей галактике, могут быть десятки и сотни подобных ей. Кеплер открыл нам Вселенную полную планет, можно примерно подсчитать сколько их в нашей Галактике — 50 млрд.! 50 млрд. миров ждут, чтобы мы их нашли, и возможно 1% из них расположен в обитаемой зоне. А это 500 млн. планет, и на каждой из них возможна жизнь, только в нашей галактике. Пока астрономы не нашли ни одной такой, но все впереди.

Gliese 581 - красный карлик
Gliese 581, — красная карликовая звезда в 20 световых годах от Земли

Это Gliese 581, — красная карликовая звезда в 20 световых годах от Земли, крошечная звездочка. Если представить наше Солнце лампочкой в 100 Вт, то Gliese 581 было бы крохотным огонечком на рождественской елке. Это смещает обитаемую зону, ведь чтобы согреться, нужно вращаться совсем близко от звезды. У звезды четыре планеты: на 3 из них слишком жарко для жидкой воды, но 4-ая совсем другая. Это каменистая планета, в два раза крупнее Земли и она находится в обитаемой зоне. По идеи, если на планете существует атмосфера из углекислого газа, на ней достаточно тепла, чтобы сформировать облака, дожди и океаны. Условия на ней не привычны для нас: гравитация в 2 раза сильнее чем на Земле и вечные розовые сумерки. Но пока этот причудливый мир близок нам как никакой другой. Это многообещающее начало. Когда ученые удостоверятся, что там высоко, возле этой звезды, существует планета, подобная нашей,  это радикально изменит наши взгляды на жизнь, и на наше место во Вселенной, это станет поворотной точкой для всего человечества.

Экзопланета в обитаемой зоне
Экзопланета в обитаемой зоне звезды Gliese 581

Цель астрономов и ученых — найти новую Землю, но по пути они найдут многое из того, что пока не могут себе вообразить. Они не знают какой безумный мир обнаружат, пока будут искать планеты, даже не представляют этого. Два десятилетия назад мы знали лишь о планетах в нашей Солнечной системе. Теперь астрономы нашли сотни и все они не похожи на наш дом. Вселенная полна адских миров, сверх раскаленных, безумно холодных, жестоких и причудливых. Но Вселенная необъятно широка, при всем обилии звезд найдется уйма райских планет, осталось только найти их.

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here