Александр Громов: Удивительная Солнечная система

Естественно, нас прежде всего интересуют экзопланеты с условиями, в принципе допускающими возникновение и развитие жизни. Обнаружены ли такие экзопланеты?

Да. Не станем размышлять на тему, может ли зародиться небелковая жизнь на планете, покрытой жидким аммиаком или метаном. Но на 54 из 1235 экзопланет, найденных «Кеплером», в принципе может существовать жидкая вода. Не такой уж малый процент, особенно если учесть, что землеподобные планеты хуже «ловятся», а значит, реально их может быть гораздо больше.

В оптимистическом предположении, выдвинутом американским астрономом Уэсли Траубом, около трети похожих на Солнце звезд имеют по меньшей мере одну землеподобную планету, где может существовать жидкая вода, а значит, возможна жизнь. Так ли это? А если так, то радоваться ли нам тому, что мы, возможно, не одни во Вселенной, или, напротив, опасаться?

И под конец главы – чуточку экзотики. В 1997 году автор этой книги написал роман «Ватерлиния», где выдумал насквозь жидкую планету Капля. По диаметру она была вдвое больше

Земли и состояла практически из одной воды – лишь в самом центре могло быть небольшое ядро из горных пород и своеобразного льда, находящегося под большим давлением. И что же? В 2009 году астрономы нашли экзопланету GJ 1214 Ь, предположительно состоящую на 75 % (по массе) из воды и только на 25 % – из каменных пород и железа. Теоретические выкладки показывают, что планета массой 6–8 масс Земли, образовавшаяся далеко от своей звезды и состоящая преимущественно изо льда, может на ранней стадии эволюции системы мигрировать ближе к звезде, где и «растает». Нормальной газовой планетой она не станет (мала масса), но вполне может стать водной планетой.

Собственно говоря, каждый фантаст отлично знает: ничего (ну почти ничего) нельзя выдумать. Особенно в астрономии. Вселенная настолько разнообразна и удивительна, что почти любой мыслимый феномен существует в ней на самом деле!

Ежесекундно Солнце теряет 4600 т вещества, преобразующегося по формуле Эйнштейна в электромагнитное излучение различных длин волн и нейтрино. Много это или мало? Как-никак такова масса довольно солидного товарного поезда.

Это ничтожно мало по сравнению с массой Солнца (1,989 х 10 30кг). Не надо бояться, что Солнце, постепенно «облегчаясь» (также за счет испускания солнечного ветра), начнет слабее притягивать Землю, из-за чего Земля перейдет на более высокую орбиту, год станет длиннее, а климат – холоднее. Наоборот, нам со временем может стать очень жарко! Точнее, не нам, а нашим очень-очень отдаленным потомкам в оптимистическом предположении, что они у нас будут. Мы помним, что Солнце эволюционирует поперек главной последовательности диаграммы Герцшпрунга – Рессела, а не вдоль нее. Следовательно, светимость Солнца понемногу возрастает, хотя температура поверхности может слегка уменьшиться за счет некоторого, пока еще незначительного «разбухания» нашего светила. Некоторые ученые делают вывод, что первые температурные неприятности проявятся уже через 100 млн. лет.

Но главная неприятность ждет Землю, когда весь водород в зоне энерговыделения «выгорит» и в центральных областях Солнца останется лишь гелий. Поскольку сила тяжести уже не будет компенсирована давлением горячего газа, внутренние области Солнца начнут сжиматься, а их температура увеличится. С Солнцем начнет происходить то же самое, что уже произошло с миллиардами других звезд: оно начнет пытаться подстроить свою структуру к изменившимся условиям. Наконец температура в центре Солнца превысит 100 млн К, и тогда начнется – пока еще вяло, но с повышением температуры все активнее – тройная гелиевая реакция.

Напомню: суть ее в том, что два ядра гелия сливаются, образуя ядро радиоактивного (и, следовательно, неустойчивого) изотопа бериллия-8. Почти наверняка новообразованное ядро тут же и распадется. Но может случиться так, что оно поглотит еще одну альфа-частицу, превратится в ядро устойчивого углерода-12 и выделит при этом 7,3 МэВ. Вроде бы и немного, гораздо меньше, чем при реакциях превращения водорода в гелий, но последствия возгорания тройной гелиевой реакции для звезды колоссальны.

Заурядная звезда главной последовательности превращается в красный гигант. Ее светимость увеличивается минимум в сотню раз, тогда как температура поверхности падает – за счет чудовищного «разбухания». Процесс этот далеко не мгновенный, он длится сотни тысяч, если не миллионы, лет. Взглянем на рис. 95. Эта диаграмма Герцшпрунга – Рессела построена для звезд шарового скопления М3, имеющих практически одинаковый и весьма почтенный возраст. На ней видно, как звезды левой части главной последовательности, в ядрах которых уже выгорел водород, постепенно переходят в область красных гигантов. Никаких «скачков» – лишь плавная эволюция.