Население Земли растет с каждым годом. Скоро мы перестанем помещаться на нашей планете, и части людей придется искать новый дом. И сегодня ученые утверждают, что он найдется: по их прогнозам, уже в конце 2013 года будет обнаружена планета-близнец Земли, которая сможет в недалеком будущем стать новым местом для жизни миллионов и миллиардов людей.
Астрономы давно предсказывают это открытие. Они обещают, что уже в этом году смогут дать точные координаты и подробное описание… экзопланеты земного типа.
Первым о планете, похожей на Землю, заговорил профессор Майкл Майор из Женевского университета, выступивший со смелым заявлением на конференции Лондонского королевского общества. Пожалуй, его авторитету можно доверять: ведь именно он открыл первую экзопланету за пределами Солнечной системы, у звезды Бета Пегаса. Его мнение разделяют и другие видные ученые, такие как работающий в обсерватории Arecibo астроном Абель Мендез и Джофф Мэрси из Беркли. Последний высказался однозначно и безапелляционно: «Сообщение о первой планете, размерами, орбитой и характеристиками звезды подходящей для жизни, мы услышим в 2013».
Перспективы обнаружения планеты, пригодной для жизни, действительно неплохие. Первая экзопланета была открыта в 1995 году, а уже сегодня мы знаем почти тысячу объектов, которые в той или иной степени напоминают Землю – размерами или температурой атмосферы и поверхности. Однако полного «двойника» пока не нашли.
Еще больше данных о планетах, которые могли бы заменить людям Землю, ожидают своего подтверждения. Особые надежды ученые возлагают на зонд Kepler, принадлежащий NASA. Он работает с весны 2009-го и уже собрал информацию по 2300 потенциальным экзопланетам. К сожалению, обрабатываются эти данные медленно – пока всего 100 планет прошли все необходимые проверки. По заверениям специалистов, совсем скоро будут подтверждены еще примерно 80% наблюдений.
Астрономические инструменты и компьютеры совершенствуются с каждым годом – сегодня техника позволяет изучать не только крупные далекие планеты, но и те, которые по массе и размерам близки к Земле. Астрономы называют эту тенденцию «стремление к уменьшению». Первые найденные экзопланеты были очень крупными (в разы больше Юпитера) и находились близко к звездам, вокруг которых вращались. И немудрено: при таких размерах и на фоне светил их было гораздо проще заметить. Правда, чаще всего они были заведомо непригодны для жизни. Сегодня ученые находят планеты все меньших размеров и расположенные дальше от звезд. Например, в декабре 2012 года Kepler открыл планету названную Kepler-22b, которая всего в 2,4 раза больше Земли, да еще и находится в так называемой «обитаемой зоне» своей звезды – то есть на таком расстоянии, где не слишком жарко или холодно и вода может оставаться в жидком состоянии. Таких миров известно уже несколько. И каждый из них теоретически может быть населен. Правда, к сожалению, только местной фауной – для человека изученные планеты пока не годятся.
Впрочем, ученые не теряют надежды обнаружить близнеца Земли. Многие связывают свои чаяния с орбитальными обсерваториями. Но есть и такие, кто считает, что эпохальное открытие можно сделать, не покидая поверхности родной планеты. Они полагаются на наземный спектрограф High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher – HARPS, работающий в обсерватории La Silla в Чили. Благодаря усилиям ее сотрудников число открытых экзопланет растет, но работы еще непочатый край. По предварительным оценкам астрономов, в Млечном Пути около 200 млрд. звезд и минимум 50 млрд. планет. И даже если представить, что подходящих под звание «двойника» Земли среди них всего 0,1%, то получается внушительная цифра в 5 млн. потенциально подходящих для жизни планет. И это только в нашей галактике.
Что же ищут ученые на предполагаемых близнецах Земли? Какие параметры рассматривают в первую очередь? Чтобы понять, пригодна ли планета для жизни людей, ее оценивают по двум линейкам, специально разработанным ученым из университета Вашингтона Дирком Шульце-Макушем. Первая получила название ESI – Earth Similarity Index, или «Индекс подобия Земле». По ней оценивают вероятность того, можно ли найти на новой планете условия для жизни, похожие на земные. Вторая линейка – PHI, или Planetary Habitability Index («Индекс обитаемости планеты») – позволяет предполагать, могла ли при существующих на планете условиях сформироваться жизнь.
Какие же показатели учитывают при оценке планеты? Во-первых, для того чтобы она подходила для жизни, она должна вращаться вокруг звезды, сходной с Солнцем. Во-вторых, важно, чтобы ее орбита пролегала в так называемой «зоне Златовласки» или «зоне комфорта» – то есть не слишком далеко и не слишком близко от светила, чтобы избежать слишком высоких или низких температур. Тут стоит обращать внимание на наличие воды в жидком состоянии – по нему можно определить климатические условия: если планета находится слишком близко к светилу, вода испаряется, а если слишком далеко – становится льдом.
В-третьих, разумеется, необходимо, чтобы у планеты была твердая оболочка. Кроме того, важными параметрами ученые считают размер и плотность подходящей для жизни планеты. Они тоже должны быть приближены к земным: это напрямую определит силу тяжести (к слову, пока самая маленькая из найденных экзопланет земного типа по размерам в 1,7 раза больше Земли). Атмосфера на планете не должна быть чрезмерно агрессивной – например, содержать излишки хлора, аммиака и азота.
Станет ли какая-то из новооткрытых планет второй колыбелью человечества в нашей галактике? К сожалению, мы узнаем об этом только после многочисленных тестов и анализов. Но, так или иначе, поиск двойника Земли потребует тщательного изучения каждой новой планеты в непосредственном контакте. Эту точку зрения отстаивает ученый-футуролог из Калифорнии Джефф Марси. Он надеется, что подобная находка подтолкнет человечество к выдвижению за пределы Солнечной системы и приведет к отправке на новые планеты беспилотных космических кораблей или даже роботизированных миссий. Правда, такая эпохальная задача потребует научной и финансовой кооперации и вклада всех крупных стран мира. Надеяться, что подобная экспедиция состоится, можно – но вряд ли столь дорогостоящий проект получит ход без веских доказательств того, что хоть какая-то из далеких планет стоит проверки. Ведь сегодня существует немало теорий о планетах-близнецах Земли, которые пока так и не подтверждены.
Близнец за Солнцем
Несколько лет назад многие ученые загорелись идеей того, что подходящую для жизни планету, аналогичную Земле, да еще и потенциально населенную разумными существами, можно найти, не выходя даже за пределы Солнечной Системы. Они уверены, что она находится очень близко – буквально движется по той же орбите, что и Земля, а потому всегда прикрыта от нас Солнцем. Эта идея родилась, когда космический телескоп Kepler обнаружил в системе KOI-730 две планеты, которые вращались вокруг звезды солнечного типа на одной орбите. Планетолог Джек Лиссауер из исследовательского центра Эймса и его коллеги из других лабораторий и научных центров высчитали, что они обходят светило за 9,8 дня и их постоянно разделяют 60 градусов дистанции. На компьютерных моделях ученые установили, что в ночном небе с одной планеты можно увидеть другую – яркое светило, никогда не угасающее и не разгорающееся. Эта удивительная система находится в стабильном равновесии. Теоретически, в будущем она может разбалансироваться – и тогда планеты столкнутся. Но, по расчетам, они сохранят свои орбиты еще по меньшей мере еще 2,2 млн. лет.
Для многих ученые существование планет-двойняшек стало подтверждением ударной теории образования Луны. Согласно ей, на заре формирования Солнечной системы планета размером с Марс – Тейя – врезалась в Землю, а ее осколки после собрались в спутник. Но некоторые посчитали, что можно сделать и еще одно допущение: вероятно, по орбите Земли движется еще одна планета – Глория. О том, что у Земли может существовать близнец, говорят и исторические источники. Еще в XVII веке всемирно известный астроном Джованни Кассини увидел какую-то планету в телескоп и наблюдал за ней в 1666 и 1672 годах. Он предположил, что она является спутником Венеры. Но сегодня мы точно знаем, что у Утренней звезды спутников нет – значит, это могла бы быть другая планета, скрытая за Солнцем. На протяжении веков ее видели и другие ученые: в 1740 году – Джеймс Шорт, в 1759 году – Тобиас Иоганн Майер, в 1761 году – Жак Монтень. А в последний раз она была замечена в 1892 году американским астрономом Эдуардом Барнардом.
На сегодняшний день точных доказательств существования Глории у ученых нет, но предварительные расчеты сделаны. По мнению некоторых астрономов, планета-двойник в 2,5 раза больше Земли, средняя температура на Глории составляет около 22 градусов по Цельсию, а год на ней равен 290 земным дням. Предположить, из чего она состоит, ученые пока не решаются.
Почему же она так и не была открыта? Считается, что Глория зашла за Солнце и теперь невидима ни человеческому глазу, ни телескопам и спутникам, которым также мешает свет нашей звезды. И даже межпланетные аппараты не могут ее зарегистрировать – просто потому, что каждый космический корабль или зонд отправляется для достижения своих собственных целей в строго определенном направлении и не умеет «смотреть по сторонам». А ни одна экспедиции по облету Солнца до сих пор не состоялась.
Насколько эта теория имеет право на жизнь? Основным подтверждением того, что в Солнечной системе существует «темная лошадка», астрономы считают поведение Венеры. Ее положение на небосклоне долго не удавалось предугадать: капризная планета никак не желала следовать научно обоснованным законам небесной механики. Некоторые специалисты посчитали это следствием воздействия на ее движение гравитации еще одной планеты или другого неизвестного, но довольно крупного тела, которое не учитывают при традиционных расчетах. А когда заметили, что подобным образом иногда ведет себя и Марс, предположили, что неучтенное небесное тело находится где-то в пределах орбиты Земли.
Еще одним гипотетическим подтверждением существования Глории является следующий закон небесной механики: в каждой системе должна существовать некая точка-ловушка, называемая точкой либрации, куда поля тяготения загоняют мелкие метеориты и космическую пыль. Так, у системы Земля-Луна есть условный противовес, в котором существует двойник Луны из пыли. У системы Солнце-Земля тоже есть такая точка, где должно было бы сформироваться облако из метеоритов и прочего космического мусора. Но если взять в расчет теорию существования и взрыва Тейи, в точке либрации Земли могли собраться и куда боле крупные обломки, которые со временем имели все шансы сформировать целую планету.
Косвенным подтверждением этой теории некоторые астрономы склонны считать и тот факт, что в системе Сатурна и его спутников все соответствует Солнечной системе – это как бы ее отражение в миниатюре, и только на орбите, соответствующей Земле, вращаются сразу два спутника – Эпиметий и Янус. А стало быть, и у настоящей Земли может оказаться сосед по орбите.
У теории существования Глории есть и свои противники. Они считают, что двойника Земли надо искать за пределами Солнечной системы среди реально открытых экзопланет, не забивая себе голову мечтами о близком и легко достижимом, но гипотетическом близнеце. Главный их аргумент – это предполагаемая масса Глории. Ведь если бы ее можно было сравнить хотя бы с лунной, то ее влияние на орбиты Меркурия, Венеры, Земли и Марса было бы куда больше и выливалось бы далеко не в те легкие отклонения от нормы, которые наблюдаются сейчас. А сильные расхождения реальности с расчетами не могли бы оставаться незамеченными. К тому же противоположные точки на орбите являются нестабильными. За довольно небольшое время, исчисляемое десятилетиями, Глория должна была бы выйти из-за Солнца и начать сиять на нашем небосводе как второе светило. Да и во время солнечных затмений мы обязательно увидели бы отраженный свет близнеца Земли.
Разумеется, многих интересует главный вопрос – может ли Глория быть обитаемой? Ведь эта планета получает такое же количество солнечной энергии, как и Земля, находится в «зоне комфорта» Солнечной системы и по всем параметрам должна подходить для развития жизни. Сторонники этой версии утверждают, что, существуй планета-близнец Земли на самом деле, она была бы идеальной базой для НЛО. Ведь для того чтобы достичь Земли, стартующим с нее космическим кораблям не надо переходить на другую орбиту – достаточно просто ускорить или, наоборот, притормозить полет. Однако если бы по ту сторону Солнца жили столь развитые существа, мы давно засекли бы их активность в радиодиапазоне – ведь он неизбежно использовался бы для связи при полетах их кораблей в космосе.
Десятая планета
Еще одной планетой, пригодной для жизни людей, могла бы стать так и не найденная Нибиру. Открытие новых планет и космических тел чаще происходит благодаря математическим расчетам, чем мощным телескопам. Так, существование Нептуна было предсказано благодаря расчетам отклонений в траектории движения Урана, а Плутон обнаружили, изучив движение Нептуна, на которое оказывала воздействие какая-то неизвестная гравитационная сила. По этому же принципу астрономы, заметив непонятные отклонения орбит Урана, Нептуна и Плутона, предположили, что виной всему еще одно, не открытое пока небесное тело, названное Х – Десятая планета. Со временем ему дали другое имя – Нибиру.
Эта теория стала особенно популярна, когда в 1978 году был открыт спутник Плутона Харон. Это дало возможность определить массу Плутона – оказалось, она намного меньше, чем думали ученые. Тогда-то и предположили, что он был спутником Нептуна, но неизвестная планета своим притяжением сдернула его с привычной орбиты. По расчетам ученых, «похититель» Плутона должен быть в 3–4 раза больше Земли. И запущенный в 1983 инфракрасный астрономический спутник IRAS действительно засек в глубинах космоса крупный объект. Главный исследователь IRAS Джерри Нойгебауэр заявил: «Небесное тело, возможно, такое же крупное, как гигантская планета Юпитер, и, возможно, находящееся настолько близко к Земле, что оно является частью нашей Солнечной системы, было обнаружено при помощи вращающегося по орбите телескопа в направлении созвездия Орион. Единственное, что я могу вам сказать – это то, что мы не знаем, что это такое». Перспективы были многообещающими, однако последующие поиски планеты Нибиру, к разочарованию астрономов и футурологов, ни к чему не привели.
Далекие двойники
Между тем, астрономы уже представили рейтинги потенциальных близнецов Земли, открытых в последнее время.
Наиболее вероятным претендентом на звание близнеца является планета, вращающаяся вокруг звезды Gliese 581 в 20 световых годах от нашей Земли. Ее размер, пусть и превышающий земной, все же вселяет надежду, что сила притяжения отличается от привычной нам незначительно – порядка 1,5–1,7 g. Расстояние от планеты до звезды дает повод думать, что вода может находиться в жидком состоянии. Период ее обращения вокруг светила равен 37 земным дням. Предположительно комфортная зона для жизни на ней – сумерки между освещенной и ночной стороной планеты, которые практически не смещаются: согласно расчетам, небесное тело всегда обращено к светилу одной стороной. Сумеречная зона отличается умеренным климатом, а светило здесь всегда находится возле самого горизонта. Здесь могут быть океаны, озера и реки, которые если и не стали уже колыбелью для местных форм жизни, вполне возможно, облегчат существование людей, если они когда-нибудь достигнут этой планеты.
Второй претенденткой на звание двойника Земли является уже упомянутая выше планета Kepler-22b, вращающаяся в «зоне Златовласки» звезды Kepler-22. Ее светило по параметрам ближе к Солнцу, чем Gliese 581, что вселяет большие надежды. А вот сама планета пока мало изучена. Известно только, что один оборот вокруг Kepler-22 она делает за 289 земных дней – ее год не намного короче нашего. Размер Kepler-22b в 2,4 раза больше земного, однако силу тяжести на этой планете пока вычислить не удалось – ученые до сих пор не выяснили ее плотность и состав. Пока предполагается, что это преимущественно скальная планета из неизученной породы. А вот жидкая вода на поверхности уже обнаружена, так что точный индекс обитаемости ей обещали присвоить в ближайшее время.
На третьем месте планета GJ 1214b из созвездия Змееносца, открытая Захари Бертом из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики еще в 2009 году. Ее случайно заметили в телескоп, когда она проходила на фоне диска своей звезды – красного карлика под названием GJ 1214. Ученые сразу отметили, что, судя по всем показателям, на ней есть жидкая вода. По космическим меркам с этим возможным близнецом Земли мы практически соседи – до него всего 40 световых лет. Так что эта планета видится ученым весьма перспективной. GJ 1214b довольно крупная: она в 6,55 раз тяжелее Земли, а ее диаметр превышает земной в 2,68 раза. Но то, что ее плотность в 3 раза меньше земной, позволяет надеяться на сносные условия для жизни. Кроме того, на GJ 1214b есть атмосфера, протянувшаяся ни много ни мало на 200 км в высоту. А благодаря тому, что планета делает полный оборот вокруг своей звезды всего за 38 земных часов, есть все возможности тщательно изучить ее в телескопы за короткое время.
Четвертое место занимает планета Gliese 163с. Ее обнаружили во время работы на спектрографе HARPS, когда изучали созвездие Золотая Рыба. Этот объект, находящийся на расстоянии 49 световых лет от нас, превосходит Землю по размеру примерно в 2 раза, а по массе – в 6,9 раз. Так что ученые не могут пока однозначно ответить, позволит ли сила тяжести на Gliese 163с там выжить. Да и температура на поверхности планеты не самая комфортная – в среднем 60°С, ведь родная звезда этого мира Gliese 163 намного ярче Солнца. Большая часть земных животных и растений не сможет приспособиться к таким условиям, но существуют микроорганизмы-экстремофилы, способные перенести жар и давление, а люди смогут придумать высокотехнологичные костюмы и скафандры.
Пятый номинант на звание второй Земли – небесное тело KOI 172.02, которое все еще ждет подтверждения статуса планеты. Радиус KOI 172.02 всего в 1,5 раза больше земного, а его масса и плотность не настолько велики, чтобы сила тяжести составила серьезную проблему. Объект расположен в «зоне комфорта» своей звезды, и по предварительным данным на нем есть вода. Год на KOI 172.02 длится 242 суток, а его орбита и скорость вращения вокруг своей оси практически аналогичны земным.
Станет ли какая-то из этих планет нашим новым домом, покажет только время, но, если верить ученым, ждать нам осталось совсем недолго.
