Поиск землеподобных планет

Уравнение Дрейка, разумеется, имеет чисто гипотетический характер. Именно поэтому обнаружение за пределами Солнечной системы планет дало толчок поиску внеземной жизни. При этом исследование планет в других солнечных системах сильно затруднено тем фактом, что планету невозможно увидеть даже в самый сильный телескоп — ведь она не излучает собственного света. Как правило, планета в миллион, а то и в миллиард раз тусклее своей звезды.

Чтобы обнаружить в чужих звездных системах планеты, ученым приходится анализировать крохотные колебания центральной звезды — ведь уже планета-гигант вроде Юпитера вполне способна изменять орбиту звезды. (Представьте себе собаку, которая гоняется за собственным хвостом. Точно так же звезда и обращающаяся вокруг нее планета размером с Юпитер на самом деле «гоняются» друг за другом вокруг общего центра масс. Телескоп не в состоянии разглядеть темную планету, но центральная звезда системы при этом ясно видна и заметно колеблется из стороны в сторону.)

Первую достоверную внесолнечную планету обнаружил в 1994 г. Александр Волчан из Университета штата Пенсильвания. Он сумел пронаблюдать планеты, обращающиеся вокруг мертвой звезды, вращающегося пульсара. Поскольку центральная звезда этой системы, по всей видимости, когда-то взорвалась как сверхновая, эти планеты тоже, скорее всего, выжжены и мертвы. В следующем году два швейцарских астронома из Женевы, Мишель Майор и Дидье Кело, объявили, что им удалось обнаружить более многообещающую планету массой примерно с Юпитер около звезды 51 Пегаса. Вскоре после этого «плотину прорвало», и экзопланеты стали появляться одна за другой.

В последние десять лет число планет, которые астрономы ежегодно обнаруживают возле далеких звезд, быстро растет. Геолог Брюс Джакоски из Университета Колорадо в Боулдере говорит: «Сейчас особый период в истории человечества. Мы первое поколение, у которого есть реальный шанс обнаружить жизнь на другой планете».

Но ни одна из обнаруженных до сих пор солнечных систем не похожа на нашу. Когда-то астрономы считали, что Солнечная система типична и что такие системы часто встречаются во Вселенной. Ее основные черты — круговые орбиты планет и четкое деление планет на три типа: каменные планеты возле центральной звезды, далее газовые гиганты и, наконец, кометный пояс из летающих ледяных гор.

Но астрономы, к своему большому изумлению, обнаружили, что ни одна из планет в других системах не соответствует этой простой схеме. В частности, планеты-гиганты вроде Юпитера, казалось бы, должны располагаться далеко от центральной звезды; на самом же деле многие из них обращаются или по очень близкой к звезде орбите (даже ближе, чем Меркурий в Солнечной системе), или по очень сильно вытянутой. В любом из этих случаев на существование маленькой планеты земного типа в пределах «зоны жизни» надеяться не приходится. Если планета класса Юпитера обращается по очень близкой к звезде орбите, это означает, что она мигрировала туда с далекой орбиты и теперь по спирали приближается к центру своей системы (вероятно, ее постепенно тормозит пыль). В какой-то момент эта гигантская планета должна была пересечь орбиту маленькой планеты земного типа; при этом меньшая планета оказалась бы выброшенной в глубины космоса. Если же планета величиной с Юпитер обращается вокруг звезды по сильно вытянутой орбите, это означает, что она регулярно пересекает «зону жизни», опять же отбрасывая при этом прочь от звезды любую встреченную планету земного типа.

Такие результаты, конечно, разочаровали охотников за планетами и астрономов, рассчитывавших на планеты земного типа, но по зрелому размышлению именно таких результатов и следовало ожидать. Наши инструменты настолько грубы, что регистрируют только самые крупные, самые стремительные планеты-гиганты, способные оказать на центральную звезду заметное влияние. Поэтому неудивительно, что сегодняшние телескопы регистрируют только чудовищно большие планеты, которые к тому же стремительно перемещаются в пространстве. Если бы где-нибудь существовал точный близнец нашей Солнечной системы, наши грубые инструменты, вероятно, не смогли бы его обнаружить.

Возможно, ситуация изменится после запуска космических аппаратов «Коро», «Кеплер» и TPF (что означает «Искатель землеподобных планет»). Предполагается, что эти обсерватории сумеют отыскать в космосе несколько сотен планет земного типа.

«Коро» и «Кеплер», к примеру, должны искать слабую тень, которую отбрасывает планета земного типа на поверхность центральной звезды, чуть ослабляя при этом ее свет. Хотя саму планету увидеть не удастся, спутник сможет зарегистрировать легкое падение блеска центральной звезды.

Французский спутник «Коро» (его название составлено из букв французских слов «конвекция», «вращение» и «прохождение планеты») успешно запущен в декабре 2006 г.; это новая точка отсчета, первый космический зонд для поиска планет за пределами Солнечной системы. Ученые надеются обнаружить с его помощью от десяти до сорока планет земного типа. Если их ожидания оправдаются, то можно будет говорить об обнаружении каменных планет — а не газовых гигантов, — всего в несколько раз превосходящих по размеру нашу Землю. Кроме того, «Коро», вероятно, добавит новые строки в уже имеющийся список юпитероподобных планет. «Коро», в отличие от нынешних приборов наземного базирования сможет обнаруживать планеты любых размеров и любой природы», — говорит астроном Клод Катала. Ученые надеются, что этот спутник просканирует до 120 000 звезд.

В любой момент можно ожидать сообщения о том, что «Коро» обнаружил в космосе первую планету земного типа, и этот момент станет поворотным пунктом в истории астрономии. Возможно, в будущем люди испытают шок при взгляде на звездное небо — ведь они будут точно знать, что там, у далеких звезд, есть планеты, пригодные для разумной жизни. Глядя в небеса, мы, возможно, станем всерьез задаваться вопросом: а не смотрит ли кто-нибудь оттуда на нас?

Запуск спутника «Кеплер» NASA в настоящий момент намечает на май 2009 г. Спутник снабжен настолько чувствительной аппаратурой, что сможет, как ожидается, обнаружить в космосе до нескольких сотен землеподобных планет. Он должен будет измерить яркость 100 000 звезд и обнаружить при этом прохождения планет по звездному диску. За четыре года, на которые рассчитана программа его работы, «Кеплер» должен пронаблюдать и проанализировать тысячи звезд на расстояниях до 2000 световых лет от Солнца. По приблизительным оценкам ученых, за первый год на орбите спутник должен обнаружить:

• 50 планет размером примерно с Землю;

• 185 планет крупнее Земли примерно на 30%;

• 640 планет примерно в 2,2 раза крупнее Земли.

Возможно, самые верные шансы обнаружить планеты земного типа имеет обсерватория TPF, или Terrestrial Planet Finder. После нескольких задержек запуск предварительно назначен на 2014 г.[23]; этот спутник должен будет с большой точностью проанализировать сто звезд на расстояниях до 45 световых лет. Предполагается оборудовать его двумя отдельными приборами для поиска далеких планет. Первый из них — коронограф, особый телескоп, который блокирует свет центральной звезды, ослабляя его в миллиард раз. Этот телескоп будет в три-четыре раза круп нее и в десять раз точнее космического телескопа имени Хаббла. Вторым прибором на TPF станет интерферометр, способный за счет интерференции световых волн ослабить свет центральной звезды в миллион раз.

Тем временем Европейское космическое агентство планирует в 2015 г. или позже запустить собственную космическую систему для поиска далеких планет под названием «Дарвин». Предполагается, что она будет состоять из трех телескопов примерно по 3 м в диаметре, которые будут летать «строем» и работать как один большой интерферометр. Эта обсерватория также будет заниматься поиском в космосе планет земного типа.

Если ученым действительно удастся найти в космосе несколько сотен землеподобных планет, это, кроме всего прочего, позволит более рационально распределить усилия по программе SETI. Вместо того чтобы просматривать все ближние звезды подряд, астрономы смогут сосредоточить усилия на небольшом числе звезд, возле которых, возможно, имеются планеты земного типа.

Дата добавления: 2014-11-25