Элизабет Таскер - Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

Как водится, за все надо платить. У этой защиты есть и другая сторона. Отражаемые магнитным полем планеты высокоэнергетические частицы попадают в радиационные пояса. У Земли не менее двух таких областей, называемых поясами Ван Аллена в честь открывшего их американского астрофизика Джеймса Ван Аллена. Эти кольцеобразные пояса высокоэнергетических частиц окружают Землю, представляя серьезную опасность для находящихся там искусственных спутников. Соответственно, газовый гигант с магнитным полем в тысячи раз сильнее земного должен быть окружен куда более опасными радиационными поясами, способными убить все живое на любом спутнике. Вот почему при подготовке космических миссий к Юпитеру и его внутренним спутникам должны быть приняты специальные меры для защиты космических аппаратов. Пригодность поверхности спутника для жизни зависит от ориентации магнитного поля планеты и от орбиты спутника.

Итак, формирование нашего пригодного для жизни спутника должно проходить внутри снеговой линии в звездной системе и внутри околопланетной снеговой линии. Достигнув размера, позволяющего удерживать атмосферу, он должен мигрировать вместе с планетой к центру системы, в зону умеренных температур. Температура на поверхности спутника должна быть настолько высокой, чтобы лед мог растаять и превратиться в озера воды, но она не должна быть слишком высокой — иначе условия в океанских глубинах окажутся не самыми благоприятными. Возможность поддержания умеренного климата зависит от орбиты спутника. Если ему удастся уклониться от радиационных поясов, а влияние на него планеты не будет чрезмерным, то на спутнике может запуститься продолжительный цикл геологической активности. Именно так может появиться на свет настоящий Эндор.

Учитывая, что наши газовые гиганты находятся в холодных дальних областях Солнечной системы, о процессе формирования спутника с пригодной для жизни поверхностью мы можем рассуждать только умозрительно. Чтобы подтвердить эти теории, мы должны найти экзоспутник.

К настоящему моменту нам не удалось обнаружить ни одного спутника на орбите вокруг планеты за пределами нашей Солнечной системы. Однако, если Рене Геллер не ошибся в своем прогнозе, мы, возможно, стоим на пороге лавины открытий. Как лучше всего искать экзоспутники?

Найти маленькую планету рядом с куда более массивной и яркой звездой — уже колоссальная проблема. Неудивительно, что поиски спутника сопряжены с огромными трудностями. Существует ряд подходов, с помощью которых астрономы пытаются распознать следы существования сопровождающих планету тел. С одним из них мы уже знакомы.

В главе 6 мы упоминали планеты, проходящие по диску звезды Кеплер-138, — измерения их удивительно малых масс были проведены как раз в процессе поиска экзоспутников. Ученые хотели установить едва заметные изменения времени между появлениями при прохождении, вызванные притяжением движущегося по орбите вокруг планеты спутника. Правда, в том конкретном случае небольшие колебания орбиты планеты Кеплер-138 d, как оказалось, были вызваны притяжением ее соседки — Кеплер-138 c. Хотя среди обнаруженных объектов не было экзоспутников, полученный результат подтвердил эффективность метода, выявляющего их влияние.

Еще одна возможность распознать спутник — зафиксировать дополнительное ослабление света звезды при прохождении планеты по ее диску. Если спутник и планета находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга, спутник сам по себе может вызвать дополнительное падение яркости, заслоняя свет звезды. Согласно другой гипотезе, спутник и планета могут совместно вызывать единичное падение яркости, но при этом общее количество загороженного ими света уменьшается при перемещении спутника с одного края планеты на другой — спереди или сзади.

Проект, цель которого — поиск этих крошечных колебаний яркости и пересечений при прохождении, называется HEK (Hunt for Exomoons with Kepler — «Поиск экзолун с помощью телескопа «Кеплер»). Возглавляет этот проект Дэвид Киппинг, изучавший планеты в системе Кеплер-138. В рамках HEK исследуются планеты, обнаруженные телескопом «Кеплер» с помощью транзитного метода, с целью выявления признаков скрытых спутников. Учитывая уровень чувствительности этого телескопа, не стоит надеяться на обнаружение спутника с массой как у Марса, а вот спутник приблизительно вдвое массивнее Марса найти вполне можно. Такому большому спутнику трудно сформироваться в околопланетном диске; скорее всего, это будет захваченный спутник вроде Тритона. Пока участникам HEK не удалось найти ни одного экзоспутника, но в ходе тщательного изучения данных «Кеплера» обнаружился ряд скрытых планет, что само по себе может служить неплохим утешением.