Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Есть и другие идеи, связанные с запуском миниатюрных высокоскоростных зондов, но на данном этапе мы еще очень далеки от их реализации. Пока при изучении ближайших звезд нам приходится довольствоваться тем, что мы можем увидеть с помощью телескопа.

Среди тысяч открытых миров есть всего один, на котором точно может существовать жизнь, — Земля. Поэтому поиск пригодных для жизни планет во многом свелся к поиску миров, которые походили бы на наш собственный.

Действительно, распознать такую же обитаемую среду, как на Земле, проще всего. Но это вовсе не означает, что в других условиях жизнь существовать не может. Более того, вполне может оказаться, что Земля — еще и не самое лучшее место для жизни. Каким же должен быть инопланетный ландшафт, чтобы он идеально подходил для завтрака Златовласки?

Когда с помощью транзитного метода была найдена первая планета в зоне умеренных температур, появилась надежда, что ее поверхность может быть заселена жизнью. Кеплер-22 b оказалась слишком большой для планеты с твердой поверхностью и слишком маленькой для газового гиганта. Могла ли она быть промежуточным миром, поверхность которого целиком покрывает глубокий океан? Поскольку на Земле жизнь присутствует везде, где есть вода, эта гипотеза заслуживала внимания.

Первый вопрос, возникающий в связи с ней: может ли такой покрытый водой мир существовать на самом деле? Без измерения массы, на основе которой можно рассчитать среднюю плотность, любые суждения о природе Кеплер-22 b оставались ничем не подкрепленными догадками. Одного лишь размера было недостаточно, чтобы выделить новый тип планет, отличающихся как от мининептунов, так и от гигантских миров земного типа. Однако к тому времени уже были получены убедительные доказательства существования планет-океанов.

В 2009 г. на расстоянии 42 световых лет от нас в созвездии Змееносец в момент прохождения по диску красного карлика была открыта новая планета. Как показывают расчеты, даже без учета атмосферы температура ее поверхности существенно выше 100 °C, то есть она точно находится за пределами зоны умеренных температур. Однако благодаря короткой орбите с периодом обращения всего 1,6 суток влияние планеты на ее звезду проявляется достаточно сильно, чтобы можно было рассчитать ее массу путем измерения изменения лучевой скорости. В совокупности с данными, полученными при наблюдении прохождения, мы может определить ее среднюю плотность.

Речь идет о планете Глизе 1214 b. При радиусе 2,7 радиуса Земли и массе, равной 6,6 массы нашей планеты, ее плотность составляет 1,87 г/см 3. Таким образом, она занимает промежуточное положение между планетами земного типа и газовыми нептунами. Согласно одной гипотезе, планета с такой плотностью должна на четверть состоять из горных пород и на три четвертых из воды, а также быть окружена водородно-гелиевой атмосферой. Для сравнения: на Земле доля воды в общей массе планеты ничтожно мала — всего лишь 0,1%. Однако из-за высоких температур огромный объем воды на Глизе 1214 b не образует жидкий океан. Этот мир окутан жидкоподобным газом сверхкритической жидкости [36] Мы уже сталкивались с этим необычным состоянием материи в главе 7, обсуждая возможный состав 55 Рака e. .

Для проверки гипотезы о водной природе Глизе 1214 b с помощью телескопа «Хаббл» была изучена атмосфера планеты при ее прохождении. К сожалению, проверку она не прошла. В полученных данных не было даже намека на признаки поглощения света звезды молекулами воды. Самое очевидное объяснение столь невнятного результата заключается в том, что атмосферу планеты закрывают облака, которые делают невозможным ее изучение с помощью телескопа. И все же, несмотря на отсутствие подтверждающих данных, плотность Глизе 1214 b с высокой долей вероятности указывает на преобладание воды в ее составе. С ее открытием существование покрытых водой миров стало научным (ну или почти научным) фактом.

Чтобы заполучить так много воды, Глизе 1214 b должна была формироваться далеко от звезды. Планета вполне могла бы аккумулировать столь значительный объем воды в замороженном виде в пределах протопланетного диска за снеговой линией. Затем, в результате взаимодействия с газовым диском, богатый льдом мир мигрировал ближе к звезде. Если бы он остановился в зоне умеренных температур, мы бы имели дело с миром, покрытым океаном из воды в жидкой фазе.