Страница:
Плутон – самая маленькая из девяти планет Солнечной системы. Её объём составляет 5 тысячных объёма Земли, а масса – 2 тысячных земной массы. Харон всего лишь в 2 раза уступает Плутону по величине, а его масса составляет 0,10-0,12 % массы Плутона. Для сравнения следует отметить, что Луна составляет всего 0,012 % от массы земли, и тем не менее её влияние на земные процессы очень велико. Харон же находится значительно ближе к Плутону, чем Луна к Земле. Плутон и Харон настолько близко расположены друг к другу, что сливались в одно тело при астрономических наблюдениях с Земли. Поэтому долгое время после открытия Плутона его размеры казались значительно больше, чем на самом деле. Харон был открыт лишь в 1978 г., после чего стали понятны истинные размеры Плутона и особенности системы «Плутон-Харон».
Плутон и Харон очень близки друг к другу и вследствие мощного гравитационного взаимодействия связаны так сильно, как если бы между ними существовал невидимый канат. Период обращения Харона вокруг Плутона в точности равен периоду вращения Плутона вокруг своей оси. Соответственно Харон постоянно нависает над одной и той же точкой Плутона.
Обе эти планеты, существуя на далекой окраине Солнечной системы, вполне оправдывают свои невесёлые имена. Они находятся на расстоянии от Солнца, почти в 40 раз большем расстояния от Солнца до Земли. Правда, Плутон обращается вокруг Солнца по очень вытянутой орбите, вследствие чего временно заходит за орбиту Нептуна и оказывается от Солнца на расстоянии, всего лишь в 29 раз больше расстояния от Солнца до Земли. С 1979 по 1999 годы Плутон был ближе к Солнцу, чем Нептун, но перед началом XXI земного века он вновь пересёк орбиту Нептуна и весь этот век будет удаляться от Солнца в сторону пояса Койпера – обители замороженных обломков эпохи формирования Солнечной системы.
Плутоновский год вследствие громадного расстояния, отделяющего планету от Солнца, составляет 247,7 земных года, а плутоновские сутки из-за чрезвычайно медленного вращения вокруг своей оси – 6,38 земных суток. На таком огромном расстоянии Солнце отпускает Плутону в 1600 раз меньше энергии, чем оно дарит Земле. Оно выглядит с Плутона как обычная звезда, только более яркая и способствующая освещению планеты. Если до Земли свет Солнца доходит за 8 минут, до Плутона – за 6 часов. Неудивительно, что и Плутон, и Харон пребывают в жутком холоде и сумраке. Температура поверхности Плутона —228 °C. Она никогда не поднимается выше –200 °C. Плутон весь состоит из камня и льда. Его поверхность состоит из замороженного метана и воды. Даже мантия Плутона заледенела, а его каменистое ядро тоже охлаждено и содержит лёд.
В свете всего вышесказанного да образумятся те, кто считает человека венцом творения, смыслом и целью развития Вселенной. Мы – только побочный продукт эволюции Космоса, возникший на периферии грандиозных космических процессов и совершенно неспособный повлиять на их независимое от нас течение. Космос к нам совершенно безразличен, даже ближний Космос нашей родной Солнечной системы безжизнен и агрессивен по отношению ко всякой жизни. Колоссальные расстояния, невыносимые условия среды, отсутствие воздуха для дыхания, воды для питья, всех видов пищи, адский жар или невыносимый холод, давления и ветры, способные расплющить любое тело – вот что нас ожидает на других планетах. По сравнению с космической пустыней самая худшая из земных пустынь может показаться раем.
Нет настоящей жизни, собственно говоря, и на Земле. Маленькая планетка с ограниченными ресурсами – сколько веков она ещё может обеспечивать экспоненциальное развитие человечества? Вся история человечества – история нескончаемой и жестокой борьбы за ограниченные ресурсы. Исчерпаемость ресурсов маленькой Земли предполагает мобилизацию сил и ресурсов планетарной цивилизации для её превращения в цивилизацию космическую. Только мы сами можем в перспективе сделать периферию Галактики её мобилизационным ядром. Только мы можем оживить мёртвые планеты и сделать их пригодными для жизни. И черпать из них ресурсы, необходимые для распространения и оптимизации жизни.
9.10. Планеты далёких звёзд
Глава 10. Земля
10.1. Уникальная планета
Плутон и Харон очень близки друг к другу и вследствие мощного гравитационного взаимодействия связаны так сильно, как если бы между ними существовал невидимый канат. Период обращения Харона вокруг Плутона в точности равен периоду вращения Плутона вокруг своей оси. Соответственно Харон постоянно нависает над одной и той же точкой Плутона.
Обе эти планеты, существуя на далекой окраине Солнечной системы, вполне оправдывают свои невесёлые имена. Они находятся на расстоянии от Солнца, почти в 40 раз большем расстояния от Солнца до Земли. Правда, Плутон обращается вокруг Солнца по очень вытянутой орбите, вследствие чего временно заходит за орбиту Нептуна и оказывается от Солнца на расстоянии, всего лишь в 29 раз больше расстояния от Солнца до Земли. С 1979 по 1999 годы Плутон был ближе к Солнцу, чем Нептун, но перед началом XXI земного века он вновь пересёк орбиту Нептуна и весь этот век будет удаляться от Солнца в сторону пояса Койпера – обители замороженных обломков эпохи формирования Солнечной системы.
Плутоновский год вследствие громадного расстояния, отделяющего планету от Солнца, составляет 247,7 земных года, а плутоновские сутки из-за чрезвычайно медленного вращения вокруг своей оси – 6,38 земных суток. На таком огромном расстоянии Солнце отпускает Плутону в 1600 раз меньше энергии, чем оно дарит Земле. Оно выглядит с Плутона как обычная звезда, только более яркая и способствующая освещению планеты. Если до Земли свет Солнца доходит за 8 минут, до Плутона – за 6 часов. Неудивительно, что и Плутон, и Харон пребывают в жутком холоде и сумраке. Температура поверхности Плутона —228 °C. Она никогда не поднимается выше –200 °C. Плутон весь состоит из камня и льда. Его поверхность состоит из замороженного метана и воды. Даже мантия Плутона заледенела, а его каменистое ядро тоже охлаждено и содержит лёд.
В свете всего вышесказанного да образумятся те, кто считает человека венцом творения, смыслом и целью развития Вселенной. Мы – только побочный продукт эволюции Космоса, возникший на периферии грандиозных космических процессов и совершенно неспособный повлиять на их независимое от нас течение. Космос к нам совершенно безразличен, даже ближний Космос нашей родной Солнечной системы безжизнен и агрессивен по отношению ко всякой жизни. Колоссальные расстояния, невыносимые условия среды, отсутствие воздуха для дыхания, воды для питья, всех видов пищи, адский жар или невыносимый холод, давления и ветры, способные расплющить любое тело – вот что нас ожидает на других планетах. По сравнению с космической пустыней самая худшая из земных пустынь может показаться раем.
Нет настоящей жизни, собственно говоря, и на Земле. Маленькая планетка с ограниченными ресурсами – сколько веков она ещё может обеспечивать экспоненциальное развитие человечества? Вся история человечества – история нескончаемой и жестокой борьбы за ограниченные ресурсы. Исчерпаемость ресурсов маленькой Земли предполагает мобилизацию сил и ресурсов планетарной цивилизации для её превращения в цивилизацию космическую. Только мы сами можем в перспективе сделать периферию Галактики её мобилизационным ядром. Только мы можем оживить мёртвые планеты и сделать их пригодными для жизни. И черпать из них ресурсы, необходимые для распространения и оптимизации жизни.
9.10. Планеты далёких звёзд
Проблема существования планет за пределами Солнечной системы стала рассматриваться главным образом философами в связи с проблемой множественности миров. Главным методом, который использовался при формировании подобных представлений, был метод отождествления. Ход мысли философов, начиная с Джордано Бруно, был следующим: раз Солнце – рядовая звезда, а Земля – обычная планета, значит, у многих, если не у всех звёзд имеются такие же планеты, и на многих, если не на всех планетах сформировались цивилизации, подобные земной. В свете знаний, добытых современной наукой, подобный геоцентрический подход представляется очень наивным. И в то же время огромное разнообразие и всесторонний разброс форм космического порядка, образующихся и функционирующих в процессе эволюции, создаёт уверенность в том, что даже чисто статистически жизнепорождающие формы не могут не повторяться в самых различных вариантах. Всеобщность же процессов мобилизации, лежащих в основе эволюции в узком смысле, подкрепляет эту уверенность, исходя уже не из соображений о случайной повторяемости жизнепорождающих форм, а уже исходя из динамики образования космических порядков, их столкновений, естественного отбора наиболее устойчивых из них и повышения сохраняемости тех форм, которые способны к самовоспроизведению и самосохранению. Космос – неисчерпаемая лаборатория, в которой происходит никогда не прекращающийся эксперимент по выработке жизни и разума.
Планеты с твёрдой поверхностью, защитным слоем атмосферы, разнообразием природных ресурсов, обеспеченностью энергией, исходящей из центральной звезды, являются наиболее вероятными кандидатами на возникновение жизни, по крайней мере такого типа, который по определённым параметрам сходен с земным. Отсюда – неиссякаемый интерес землян к поиску планетных систем в иных звёздных мирах. В конце XX – начале XXI веков в этом направлении были достигнуты первые обнадёживающие успехи.
Попытки же обнаружения экзопланет (т. е. планет, вращающихся вокруг других «солнц») ведутся с начала XX века. Ещё в 1916 г. американский астроном Эдуард Барнард выступил с заявлением об открытии им планеты, вращающейся вокруг звезды и оказывающей влияние на её движение. Сообщение вызвало грандиозную научную сенсацию. Фотографии звезды Барнарда, получившей название в честь первооткрывателя планеты, неоднократно публиковались в изданиях самых разных стран на протяжении многих десятилетий. Автор открытия стал мировой знаменитостью. К сожалению, выводы Барнарда оказались ошибочными, планеты у звезды Барнарда не оказалось. Но сама надёжная проверка наличия планеты оказалась возможной лишь тогда, когда настолько развилась техника наблюдений, что она стала обеспечивать реальное обнаружение экзопланет и доказательство, хотя и косвенное, их наличия, а также присущих им физических параметров. Следует отметить, что заблуждение Барнарда, как и заблуждение Скиапарелли, увидевшего на Марсе каналы, которых не было, было продиктовано не стремлением «прогреметь» в научном сообществе, а активной установкой, повлиявшей на восприятие, подавившей критическое мышление и вытеснившей альтернативные обоснования. Такая установка, сыграв роль мобилизационной структуры восприятия, заставила принять кажимость за факт.
Однако в науке даже заблуждения становятся средством для открытия истины, стимулятором для альтернативного поиска. Это проявляется и в условиях, когда прямое обнаружение остро интересующих человечество объектов длительное время остаётся невозможным, а их наличие приходится открывать и проверять косвенным путём.
Поиск экстрасолярных (внесолнечных) планет осуществляется главным образом на основе обнаружения эффектов, происходящих с их «материнскими» звёздами. Обращения планет вокруг своих звёзд выявляется по малозаметным колебаниям положения звёзд, определяемым через сверхчувствительные спектроскопы. В соответствии с эффектом Доплера спектральные линии свечения звезды сдвигаются к красному или синему тону в направлении где находится планета. Построив график такого смещения, астрономы получают синусоиду и по ней вычисляют период обращения планеты вокруг данной звезды. Разумеется, такой метод даёт мало информации, нам хотелось бы узнать больше. Однако из-за огромных расстояний и всегда временной ограниченности технических средств пока ещё ничего лучшего нельзя предложить.
Уже в 70-е годы XX века стало возможным обнаружить кольца пыли, окружающие многие молодые звёзды, через их влияние на инфракрасный спектр этих звёзд. В середине 80-х годов появились первые фотографии пылевых колец. Эти кольца могут быть протопланетными туманностями, из которых в дальнейшем сформируется планетная система, как это произошло в Солнечной системе. Но они могут быть и остатками формирования системы, чем-то вроде пояса Койпера, т. е. орбитальной свалки «строительного» мусора и пыли, осевших на окраинах после того, как упорядочивающее воздействие гравитации стянуло вещество газопылевого облака в чётко выраженные космические структуры.
Первые подтверждённые сведения об экзопланетах были получены соотечественником Коперника, польским астрономом Алексом Вольцжаном в 1991 г. Наблюдая радиопульсар, находящийся приблизительно в тысяче световых лет от нашего Солнца, Вольцжан обнаружил наличие перерывов в радиоизлучении, несомненно свидетельствовавших о том, что испускание сигналов заслоняется обращающейся вокруг пульсара планетой. Исследования, проведённые в 1991–1996 годах, позволили обнаружить вокруг этого пульсара планетарную систему, в чём-то похожую на Солнечную. Первая планета с массой 0,2 массы Земли обращается вокруг пульсара со скоростью 25 земных суток, вторая с массой 4,3 земных масс – за 67 суток, третья с массой, в 3,6 раза превышающей земную – за 98 суток и четвёртая, в 95 раз массивнее Земли, – за 170 земных лет.
Казалось бы, всё замечательно. На основании полученных данных можно предположить наличие у пульсара трёх планет «земной» группы и одной планеты-гиганта с массой Сатурна. Однако эти данные не вписываются в то, что учёные уже знают о физике пульсаров, представляющих собой нейтронные звёзды с огромной массой и очень компактными размерами. Непонятно, как мощное поле тяготения нейтронной звезды не притянуло эти планеты в термоядерную топку. И тем более непонятно, каким образом эти планеты уцелели при взрыве сверхновой, в результате которой образуются нейтронные звёзды. Поэтому открытие Вольцжана считается чрезвычайно интересным, но очень спорным.
Не менее странным является и открытие швейцарскими учёными в 1995 г. так называемого «горячего Юпитера». Это открытие получило признание в качестве первого в истории человечества несомненного обнаружения экзопланеты. В ходе широких исследований сотрудники Женевской обсерватории измеряли колебания движений 142 звёзд, отобранных по принципу относительной близости к Солнцу и похожести на него по наиболее важным физическим параметрам. При этом у звезды 51 в созвездии Пегаса были обнаружены колебания радиальной скорости, свидетельствовавшие о нахождении планеты-гиганта, равного по массе Юпитеру. Период обращения этой планеты вокруг звезды равен всего лишь 4 земных суток, а расстояние от звезды – около 7 млн. километров, т. е. в 8 раз ближе, чем орбита Меркурия отстоит от Солнца и в 20 раз ближе орбиты Земли. При такой близости температура поверхности планеты должна быть не меньше 700 °C, в соответствии с чем планета и получила прозвище «горячего Юпитера», и такое же прозвище стало применяться к подобным объектам. В настоящее время «горячие Юпитеры» обнаружены в уже в окрестностях более 150 различных звёзд. И в первом, и в последующих таких открытиях содержится многое, что не укладывается в представления, сложившиеся на основе исследований нашей родной Солнечной системы. Исходя их наших знаний о Солнечной системе, весьма странным представляется образование планет-гигантов в непосредственной близости от светила.
Сдвиг в сторону обнаружения планет-гигантов и прежде всего «горячих Юпитеров» объясняется несовершенством современной аппаратуры, которая требует чрезвычайной точности измерений спектральных сдвигов и позволяет легче всего находить очень массивные планеты, обращающиеся на минимальных расстояниях от звезд.
Самая мелкая из планет, обнаруженных до 2004 года, обладает массой в 40 % от массы Юпитера, обращается вокруг звезды, вдвое превышающей яркость Солнца на расстоянии 4,6 % от расстояния орбиты Земли по отношению к Солнцу, с периодом обращения 3,5 земных суток. Можно только предположить, какой ад царит на этой планете!
В 2004 году португальские учёные на расположенном в Чили телескопе обнаружили планету с массой, всего лишь в 14 раз превышающей массу Земли, т. е. приблизительно равной Урану. Юпитер же по массе равен около 318 масс Земли, что немаловажно напомнить для сравнения. Эта планета обращается вокруг звезды в созвездии Жертвенника, находится на расстоянии от этой звезды, в 10 раз меньшем расстояния от Земли до Солнца. Соответственно температура её поверхности составляет не менее 650 °C. Тем не менее первооткрыватели планеты считают, что она имеет твёрдую поверхность и не является газовым гигантом.
До настоящего времени обнаружена только одна звезда, Эпсилон Андромеды, которая имеет систему из нескольких планет (если, конечно не считать вышеупомянутый пульсар). Три планеты, обращающиеся вокруг ней, также очень велики и горячи. Первая из них с массой в 0,7 массы Юпитера находится от звезды на расстоянии 6 % расстояния от Земли до Солнца, период её обращения – 4,6 земных суток. Вторая с массой в 2,1 раза больше Юпитера имеет орбиту на расстоянии 8 % от орбиты Земли до Солнца и период её обращения 241 земных суток. Третья с массой 4,6 масс Юпитера, с орбитой – 2,5 расстояния от Солнца до Земли и с периодом обращения 1267 суток.
Самая горячая планета из всех открытых в настоящее время «горячих Юпитеров» обращается вокруг звезды в созвездии Пегаса, находящейся на расстоянии 150 млн. световых лет от Солнца. Эта планета объёмом больше Юпитера, с массой, составляющей 0,69 от его массы, так близко расположена своей орбитой к звезде, что разогрета до 1000 °C.
Первая фотография экзопланеты была получена в 2007 г. в световых и инфракрасных лучах на Очень Большом Телескопе в Чили. Эта планета с массой, в 5 раз превышающей Юпитер, обращается вокруг «бурого карлика», находящегося в созвездии Гидры на расстоянии 225 световых лет от Солнца.
Практически каждый год приносит новые сенсации в открытии экзопланет. Назревают и новые прорывы в методах исследования, обеспечивающих более прогрессивные способы восприятия экзопланет. Одним из перспективных методов считается интерферометрия, способ наложения друг на друга сигналов, полученных космическими телескопами, для составления целостной картины и обнаружения мелких деталей.
В 2005 году взяла старт интерферометрическая миссии НАСА (США), которая открывает перспективы для обнаружения планет, лишь в несколько раз превышающих размеры Земли. На 2012 год запланирована совместная программа НАСА и Европейского космического агентства, получившая название «Инфракрасный космический интерферометр». Её цель – обнаружение экзопланет земного типа, определение состава их атмосферы методами интерферометрии и спектроскопии.
В ближайшие 10 лет имеется намерение запустить космический зонд к одной из ближайших звёзд с целью передачи на Землю информации об имеющихся там объектах. Такому зонду потребуется не менее 20 лет космического путешествия, пока он преодолеет межзвёздное расстояние.
Другой путь создания возможностей для наблюдения экзопланет – создание сверхмощных телескопов в комплексе с компьютерными технологиями и всеволновыми приборами, выводимыми за пределы земной атмосферы. База телескопов будущего растянется на огромные расстояния и столь же огромными будут расстояния, на которых будут при их помощи проводиться наблюдения. Есть уверенность в том, что уже через 20-30лет люди Земли смогут наблюдать и изучать экзопланеты земного типа, получать полноценную информацию о планетных системах множества далёких звёзд. И есть надежда, что наступит момент, когда на одной из этих планет мы обнаружим признаки существования цивилизации. С этого момента начнётся новая эра – эра космического партнёрства.
Планеты с твёрдой поверхностью, защитным слоем атмосферы, разнообразием природных ресурсов, обеспеченностью энергией, исходящей из центральной звезды, являются наиболее вероятными кандидатами на возникновение жизни, по крайней мере такого типа, который по определённым параметрам сходен с земным. Отсюда – неиссякаемый интерес землян к поиску планетных систем в иных звёздных мирах. В конце XX – начале XXI веков в этом направлении были достигнуты первые обнадёживающие успехи.
Попытки же обнаружения экзопланет (т. е. планет, вращающихся вокруг других «солнц») ведутся с начала XX века. Ещё в 1916 г. американский астроном Эдуард Барнард выступил с заявлением об открытии им планеты, вращающейся вокруг звезды и оказывающей влияние на её движение. Сообщение вызвало грандиозную научную сенсацию. Фотографии звезды Барнарда, получившей название в честь первооткрывателя планеты, неоднократно публиковались в изданиях самых разных стран на протяжении многих десятилетий. Автор открытия стал мировой знаменитостью. К сожалению, выводы Барнарда оказались ошибочными, планеты у звезды Барнарда не оказалось. Но сама надёжная проверка наличия планеты оказалась возможной лишь тогда, когда настолько развилась техника наблюдений, что она стала обеспечивать реальное обнаружение экзопланет и доказательство, хотя и косвенное, их наличия, а также присущих им физических параметров. Следует отметить, что заблуждение Барнарда, как и заблуждение Скиапарелли, увидевшего на Марсе каналы, которых не было, было продиктовано не стремлением «прогреметь» в научном сообществе, а активной установкой, повлиявшей на восприятие, подавившей критическое мышление и вытеснившей альтернативные обоснования. Такая установка, сыграв роль мобилизационной структуры восприятия, заставила принять кажимость за факт.
Однако в науке даже заблуждения становятся средством для открытия истины, стимулятором для альтернативного поиска. Это проявляется и в условиях, когда прямое обнаружение остро интересующих человечество объектов длительное время остаётся невозможным, а их наличие приходится открывать и проверять косвенным путём.
Поиск экстрасолярных (внесолнечных) планет осуществляется главным образом на основе обнаружения эффектов, происходящих с их «материнскими» звёздами. Обращения планет вокруг своих звёзд выявляется по малозаметным колебаниям положения звёзд, определяемым через сверхчувствительные спектроскопы. В соответствии с эффектом Доплера спектральные линии свечения звезды сдвигаются к красному или синему тону в направлении где находится планета. Построив график такого смещения, астрономы получают синусоиду и по ней вычисляют период обращения планеты вокруг данной звезды. Разумеется, такой метод даёт мало информации, нам хотелось бы узнать больше. Однако из-за огромных расстояний и всегда временной ограниченности технических средств пока ещё ничего лучшего нельзя предложить.
Уже в 70-е годы XX века стало возможным обнаружить кольца пыли, окружающие многие молодые звёзды, через их влияние на инфракрасный спектр этих звёзд. В середине 80-х годов появились первые фотографии пылевых колец. Эти кольца могут быть протопланетными туманностями, из которых в дальнейшем сформируется планетная система, как это произошло в Солнечной системе. Но они могут быть и остатками формирования системы, чем-то вроде пояса Койпера, т. е. орбитальной свалки «строительного» мусора и пыли, осевших на окраинах после того, как упорядочивающее воздействие гравитации стянуло вещество газопылевого облака в чётко выраженные космические структуры.
Первые подтверждённые сведения об экзопланетах были получены соотечественником Коперника, польским астрономом Алексом Вольцжаном в 1991 г. Наблюдая радиопульсар, находящийся приблизительно в тысяче световых лет от нашего Солнца, Вольцжан обнаружил наличие перерывов в радиоизлучении, несомненно свидетельствовавших о том, что испускание сигналов заслоняется обращающейся вокруг пульсара планетой. Исследования, проведённые в 1991–1996 годах, позволили обнаружить вокруг этого пульсара планетарную систему, в чём-то похожую на Солнечную. Первая планета с массой 0,2 массы Земли обращается вокруг пульсара со скоростью 25 земных суток, вторая с массой 4,3 земных масс – за 67 суток, третья с массой, в 3,6 раза превышающей земную – за 98 суток и четвёртая, в 95 раз массивнее Земли, – за 170 земных лет.
Казалось бы, всё замечательно. На основании полученных данных можно предположить наличие у пульсара трёх планет «земной» группы и одной планеты-гиганта с массой Сатурна. Однако эти данные не вписываются в то, что учёные уже знают о физике пульсаров, представляющих собой нейтронные звёзды с огромной массой и очень компактными размерами. Непонятно, как мощное поле тяготения нейтронной звезды не притянуло эти планеты в термоядерную топку. И тем более непонятно, каким образом эти планеты уцелели при взрыве сверхновой, в результате которой образуются нейтронные звёзды. Поэтому открытие Вольцжана считается чрезвычайно интересным, но очень спорным.
Не менее странным является и открытие швейцарскими учёными в 1995 г. так называемого «горячего Юпитера». Это открытие получило признание в качестве первого в истории человечества несомненного обнаружения экзопланеты. В ходе широких исследований сотрудники Женевской обсерватории измеряли колебания движений 142 звёзд, отобранных по принципу относительной близости к Солнцу и похожести на него по наиболее важным физическим параметрам. При этом у звезды 51 в созвездии Пегаса были обнаружены колебания радиальной скорости, свидетельствовавшие о нахождении планеты-гиганта, равного по массе Юпитеру. Период обращения этой планеты вокруг звезды равен всего лишь 4 земных суток, а расстояние от звезды – около 7 млн. километров, т. е. в 8 раз ближе, чем орбита Меркурия отстоит от Солнца и в 20 раз ближе орбиты Земли. При такой близости температура поверхности планеты должна быть не меньше 700 °C, в соответствии с чем планета и получила прозвище «горячего Юпитера», и такое же прозвище стало применяться к подобным объектам. В настоящее время «горячие Юпитеры» обнаружены в уже в окрестностях более 150 различных звёзд. И в первом, и в последующих таких открытиях содержится многое, что не укладывается в представления, сложившиеся на основе исследований нашей родной Солнечной системы. Исходя их наших знаний о Солнечной системе, весьма странным представляется образование планет-гигантов в непосредственной близости от светила.
Сдвиг в сторону обнаружения планет-гигантов и прежде всего «горячих Юпитеров» объясняется несовершенством современной аппаратуры, которая требует чрезвычайной точности измерений спектральных сдвигов и позволяет легче всего находить очень массивные планеты, обращающиеся на минимальных расстояниях от звезд.
Самая мелкая из планет, обнаруженных до 2004 года, обладает массой в 40 % от массы Юпитера, обращается вокруг звезды, вдвое превышающей яркость Солнца на расстоянии 4,6 % от расстояния орбиты Земли по отношению к Солнцу, с периодом обращения 3,5 земных суток. Можно только предположить, какой ад царит на этой планете!
В 2004 году португальские учёные на расположенном в Чили телескопе обнаружили планету с массой, всего лишь в 14 раз превышающей массу Земли, т. е. приблизительно равной Урану. Юпитер же по массе равен около 318 масс Земли, что немаловажно напомнить для сравнения. Эта планета обращается вокруг звезды в созвездии Жертвенника, находится на расстоянии от этой звезды, в 10 раз меньшем расстояния от Земли до Солнца. Соответственно температура её поверхности составляет не менее 650 °C. Тем не менее первооткрыватели планеты считают, что она имеет твёрдую поверхность и не является газовым гигантом.
До настоящего времени обнаружена только одна звезда, Эпсилон Андромеды, которая имеет систему из нескольких планет (если, конечно не считать вышеупомянутый пульсар). Три планеты, обращающиеся вокруг ней, также очень велики и горячи. Первая из них с массой в 0,7 массы Юпитера находится от звезды на расстоянии 6 % расстояния от Земли до Солнца, период её обращения – 4,6 земных суток. Вторая с массой в 2,1 раза больше Юпитера имеет орбиту на расстоянии 8 % от орбиты Земли до Солнца и период её обращения 241 земных суток. Третья с массой 4,6 масс Юпитера, с орбитой – 2,5 расстояния от Солнца до Земли и с периодом обращения 1267 суток.
Самая горячая планета из всех открытых в настоящее время «горячих Юпитеров» обращается вокруг звезды в созвездии Пегаса, находящейся на расстоянии 150 млн. световых лет от Солнца. Эта планета объёмом больше Юпитера, с массой, составляющей 0,69 от его массы, так близко расположена своей орбитой к звезде, что разогрета до 1000 °C.
Первая фотография экзопланеты была получена в 2007 г. в световых и инфракрасных лучах на Очень Большом Телескопе в Чили. Эта планета с массой, в 5 раз превышающей Юпитер, обращается вокруг «бурого карлика», находящегося в созвездии Гидры на расстоянии 225 световых лет от Солнца.
Практически каждый год приносит новые сенсации в открытии экзопланет. Назревают и новые прорывы в методах исследования, обеспечивающих более прогрессивные способы восприятия экзопланет. Одним из перспективных методов считается интерферометрия, способ наложения друг на друга сигналов, полученных космическими телескопами, для составления целостной картины и обнаружения мелких деталей.
В 2005 году взяла старт интерферометрическая миссии НАСА (США), которая открывает перспективы для обнаружения планет, лишь в несколько раз превышающих размеры Земли. На 2012 год запланирована совместная программа НАСА и Европейского космического агентства, получившая название «Инфракрасный космический интерферометр». Её цель – обнаружение экзопланет земного типа, определение состава их атмосферы методами интерферометрии и спектроскопии.
В ближайшие 10 лет имеется намерение запустить космический зонд к одной из ближайших звёзд с целью передачи на Землю информации об имеющихся там объектах. Такому зонду потребуется не менее 20 лет космического путешествия, пока он преодолеет межзвёздное расстояние.
Другой путь создания возможностей для наблюдения экзопланет – создание сверхмощных телескопов в комплексе с компьютерными технологиями и всеволновыми приборами, выводимыми за пределы земной атмосферы. База телескопов будущего растянется на огромные расстояния и столь же огромными будут расстояния, на которых будут при их помощи проводиться наблюдения. Есть уверенность в том, что уже через 20-30лет люди Земли смогут наблюдать и изучать экзопланеты земного типа, получать полноценную информацию о планетных системах множества далёких звёзд. И есть надежда, что наступит момент, когда на одной из этих планет мы обнаружим признаки существования цивилизации. С этого момента начнётся новая эра – эра космического партнёрства.
Глава 10. Земля
10.1. Уникальная планета
Земля есть истинное космическое чудо, ибо она в своём эволюционном развитии пришла к способу мобилизации космического порядка, коренным образом отличающего её от всех прочих известных нам космических образований, в том числе и от планет земного типа. Этим способом мобилизации является жизнь, которая, проходя в своей эволюции множество этапов и разновидностей от наиболее примитивных форм к высшим, превратила биосферу Земли в важнейший фактор её геологической эволюции. Находясь на периферии нашей Вселенной, Метагалактики, и всех её структурных компонентов, включая Галактику, Земля благодаря чуду жизни и чуду её высшей формы – человеческой цивилизации – постепенно перехватывает у неживой природы роль мобилизующего источника мироздания. По мере космизации человеческой цивилизации именно с Земли начинается распространение разумного порядка и гуманной организации Космоса. Будучи третьей по счёту планетой от ничем не примечательной жёлтой звёздочки, Земля становится первым космическим чудом на весьма значительном пространстве в силу своего уникального положения в своей звёздной системе.
Земля – «срединное» образование, так сказать, «срединная империя» между варварскими, жестокими условиями других планет Солнечной системы. На Венере царит страшный жар, на Марсе – жуткий холод. Колоссальные различия между Землёй и её соседями по земной группе планет, не говоря уж о планетах-гигантах, представляющих собой «недопеченные» звёзды, свидетельствует о чрезвычайно узких рамках первоначальных условий, в которых только и могло начаться развитие жизни земного типа.
Земля – поистине особенная планета, она – единственная из планет, доступных современному исследованию, имеющая поистине уникальные свойства.
Первым из этих свойств является наличие воды в жидком состоянии, а не в виде льда или пара. Океаны занимают около 70 % поверхности планеты, а на суше имеются значительные запасы пресной воды в виде рек, озёр и подземных источников различной природы.
Второе свойство – наличие уникальной атмосферы. Земная атмосфера в настоящее время состоит на 78,1 % из азота, 20,9 % её составляет кислород, 0,93 % – аргон и 0,03 % – углекислый газ. Наличие водяного пара, колеблется от 0 до 3 %, причём в полярных зонах около 0,2 %, а в экваториальной зоне – около 3 %. Водород и гелий как «первичные» и наиболее простые по структуре газы, ставшие наряду с космической пылью источниками звёздообразования и планетообразования, имеются на Земле в минимальных количествах. Первоначально атмосфера Земли состояла главным образом из углекислого газа, однако микроорганизмы, водоросли и растения «расхватали» углекислый газ для дыхания и строительства своих тел, постепенно насыщая атмосферу кислородом.
Перенасыщение атмосферы кислородом и недостаток углекислого газа является фактором, способствующим энергонасыщению земных организмов, но препятствующим увеличению длительности и полноценности их жизни, поскольку углекислый газ способствует усвоению кислорода и препятствует самосжиганию организмов живых существ свободными радикалами. Большой процент кислорода также является уникальным свойством Земли, на других планетах имеются только его следы. Под воздействием солнечных лучей кислород частично преобразуется в озон. В результате произошло образование защитного озонового слоя, который препятствует губительному для биосферы проникновению жёсткого космического излучения.
Третье свойство – вулканическая активность. Извержения вулканов происходят в какой-либо точке Земли каждые сутки. В результате из недр Земли вырывается горячая расплавленная порода, которая, застывая, формирует крупные образования, включая различные острова. Вулканический пепел, лава и магма, способствуют образованию плодородных почв.
Четвёртое свойство – дрейф континентов и тектоника плит. Земная кора, кажущаяся нам неподвижной, на самом деле образована из гигантских окаменевших плит, на которых располагаются различные части континентов и океанов. Эти плиты постоянно скользят с определённой скоростью по текучему слою мантии вместе с верхним окаменевшим её слоем. Они могут наползать друг на друга, сталкиваться и тереться друг о друга, что вызывает землетрясения, извержения вулканов и процессы горообразования. Когда же они расходятся, расширяются океаны, образуется новая кора и океанические хребты. Около 200 миллионов лет назад все земные материки составляли единство, что явилось предпосылкой единства земной природы и многих процессов эволюции биосферы. Но затем плиты, увлекаемые конвективными течениями в мантии Земли, стали расходиться и расползаться в разные стороны, стимулируя колоссальное разнообразие земной природы и форм жизни.
Пятое свойство – относительно умеренные климат, обусловленный орбитальным положением Земли между горячей Венерой и холодным Марсом, а также особым характером атмосферы, препятствующим перепадам температуры от адской жары к невыносимому холоду.
Шестое свойство – мощное магнитное поле, образуемое в процессе вращения Земли вокруг своей оси горячим жидким слоем земного ядра. Находясь внутри нашей планеты и содержа в себе огромное количество расплавленного железа, это ядро генерирует магнитные силовые линии, которые, распространяясь в околоземном пространстве, образуют магнитосферу – своеобразную магнитную оболочку Земли. Эта оболочка защищает Землю от «солнечного ветра» – потока высокоскоростных частиц ионизированного газа, испускаемого Солнцем. Если бы не магнитосфера, постоянная бомбардировка этими частицами поверхности Земли разрушила бы оболочки и покровы живых существ и сделала бы невозможным существование биосферы.
Седьмое свойство – колоссальное разнообразие природной среды, географической оболочки планеты, климатических зон, ландшафта, широтных и высотных поясов.
Восьмое свойство – не менее широкое разнообразие химических элементов и соединений, составляющих природно-ресурсный потенциал развития биосферы и цивилизации. На Земле распространены все химические элементы, встречающиеся где-либо в окружающем Космосе. Железо, медь, алюминий, золото, уран, углеводородные соединения, огромное количество других материалов, используемых цивилизацией в качестве полезных ископаемых, энергетических ресурсов и средств повышения комфортности и качества жизни человека накопила земная кора в своих недрах. Разнообразие химического состава Земли стало химической основой образования и функционирования биосферы.
Наконец, девятое свойство и уникальная в масштабах Солнечной системы особенность Земли – наличие биосферы, буквально кишащей различными формами жизни от простейших одноклеточных существ до высших животных и человека. Все вышеперечисленные свойства Земли явились предпосылкой для образования биосферы, а функционирование биосферы в свою очередь стало формировать предпосылки и для повышения качества воды, и для преобразования атмосферы, и для преобразования различных элементов поверхности Земли, и для смягчения климата.
Американский астроном Майкл Харт показал, в каких узких пределах должно было проходить формирование свойств Земли, чтобы она стала «матерью» жизни земного типа. Если бы Земля была ближе к Солнцу всего лишь на 5 %, то вырывавшиеся из вулканов пары воды не смогли бы сконцентрироваться в моря и океаны. Помешал бы парниковый эффект, вызываемый повышением температуры. При увеличении же расстояния от Солнца всего на 1 % происходило бы прогрессирующее оледенение Земли. Если бы масса Земли была больше на 10 %, также возник бы парниковый эффект, препятствующий проникновению солнечных лучей. А если бы Земля оказалась меньше на 6 %, не смог бы образоваться озоновый слой, и зарождающаяся жизнь, да и жизнь современная погибли бы под воздействием жёсткого космического излучения.
Если бы светимость Солнца повысилась на 10–15 %, это привело бы к испарению всех водных источников, а если бы на столько же понизилась – произошло бы их оледенение. Если бы масса Солнца была меньше 50 % нынешней, оно превратилось бы в белый карлик, а затем остыло за несколько сотен миллионов лет. А при массе от 1,4 до 1,8 нынешней Солнце истощило бы запас водородного горючего и, пройдя стадию красного гиганта, испепеляющего планетную систему, также превратилось бы в белый карлик с тем же исходом.
Своей уникальностью Земля как бы специально предназначена для возникновения и эволюции жизни. Её природа обладает ещё более «тонкой подстройкой» к возникновению жизни и человека, чем природа Метагалактики. Поэтому специалисты вполне справедливо указывают на наличие не только космологического, но и геологического антропного принципа, т. е. такого состояния природной среды, самое незначительное изменение которого могло бы сделать невозможным развитие жизни и человека. Разумеется, подчинение эволюции природы этому принципу не является следствием некоего Божественного предначертания, а следствием никогда не прекращающейся эволюции.
Земля – «срединное» образование, так сказать, «срединная империя» между варварскими, жестокими условиями других планет Солнечной системы. На Венере царит страшный жар, на Марсе – жуткий холод. Колоссальные различия между Землёй и её соседями по земной группе планет, не говоря уж о планетах-гигантах, представляющих собой «недопеченные» звёзды, свидетельствует о чрезвычайно узких рамках первоначальных условий, в которых только и могло начаться развитие жизни земного типа.
Земля – поистине особенная планета, она – единственная из планет, доступных современному исследованию, имеющая поистине уникальные свойства.
Первым из этих свойств является наличие воды в жидком состоянии, а не в виде льда или пара. Океаны занимают около 70 % поверхности планеты, а на суше имеются значительные запасы пресной воды в виде рек, озёр и подземных источников различной природы.
Второе свойство – наличие уникальной атмосферы. Земная атмосфера в настоящее время состоит на 78,1 % из азота, 20,9 % её составляет кислород, 0,93 % – аргон и 0,03 % – углекислый газ. Наличие водяного пара, колеблется от 0 до 3 %, причём в полярных зонах около 0,2 %, а в экваториальной зоне – около 3 %. Водород и гелий как «первичные» и наиболее простые по структуре газы, ставшие наряду с космической пылью источниками звёздообразования и планетообразования, имеются на Земле в минимальных количествах. Первоначально атмосфера Земли состояла главным образом из углекислого газа, однако микроорганизмы, водоросли и растения «расхватали» углекислый газ для дыхания и строительства своих тел, постепенно насыщая атмосферу кислородом.
Перенасыщение атмосферы кислородом и недостаток углекислого газа является фактором, способствующим энергонасыщению земных организмов, но препятствующим увеличению длительности и полноценности их жизни, поскольку углекислый газ способствует усвоению кислорода и препятствует самосжиганию организмов живых существ свободными радикалами. Большой процент кислорода также является уникальным свойством Земли, на других планетах имеются только его следы. Под воздействием солнечных лучей кислород частично преобразуется в озон. В результате произошло образование защитного озонового слоя, который препятствует губительному для биосферы проникновению жёсткого космического излучения.
Третье свойство – вулканическая активность. Извержения вулканов происходят в какой-либо точке Земли каждые сутки. В результате из недр Земли вырывается горячая расплавленная порода, которая, застывая, формирует крупные образования, включая различные острова. Вулканический пепел, лава и магма, способствуют образованию плодородных почв.
Четвёртое свойство – дрейф континентов и тектоника плит. Земная кора, кажущаяся нам неподвижной, на самом деле образована из гигантских окаменевших плит, на которых располагаются различные части континентов и океанов. Эти плиты постоянно скользят с определённой скоростью по текучему слою мантии вместе с верхним окаменевшим её слоем. Они могут наползать друг на друга, сталкиваться и тереться друг о друга, что вызывает землетрясения, извержения вулканов и процессы горообразования. Когда же они расходятся, расширяются океаны, образуется новая кора и океанические хребты. Около 200 миллионов лет назад все земные материки составляли единство, что явилось предпосылкой единства земной природы и многих процессов эволюции биосферы. Но затем плиты, увлекаемые конвективными течениями в мантии Земли, стали расходиться и расползаться в разные стороны, стимулируя колоссальное разнообразие земной природы и форм жизни.
Пятое свойство – относительно умеренные климат, обусловленный орбитальным положением Земли между горячей Венерой и холодным Марсом, а также особым характером атмосферы, препятствующим перепадам температуры от адской жары к невыносимому холоду.
Шестое свойство – мощное магнитное поле, образуемое в процессе вращения Земли вокруг своей оси горячим жидким слоем земного ядра. Находясь внутри нашей планеты и содержа в себе огромное количество расплавленного железа, это ядро генерирует магнитные силовые линии, которые, распространяясь в околоземном пространстве, образуют магнитосферу – своеобразную магнитную оболочку Земли. Эта оболочка защищает Землю от «солнечного ветра» – потока высокоскоростных частиц ионизированного газа, испускаемого Солнцем. Если бы не магнитосфера, постоянная бомбардировка этими частицами поверхности Земли разрушила бы оболочки и покровы живых существ и сделала бы невозможным существование биосферы.
Седьмое свойство – колоссальное разнообразие природной среды, географической оболочки планеты, климатических зон, ландшафта, широтных и высотных поясов.
Восьмое свойство – не менее широкое разнообразие химических элементов и соединений, составляющих природно-ресурсный потенциал развития биосферы и цивилизации. На Земле распространены все химические элементы, встречающиеся где-либо в окружающем Космосе. Железо, медь, алюминий, золото, уран, углеводородные соединения, огромное количество других материалов, используемых цивилизацией в качестве полезных ископаемых, энергетических ресурсов и средств повышения комфортности и качества жизни человека накопила земная кора в своих недрах. Разнообразие химического состава Земли стало химической основой образования и функционирования биосферы.
Наконец, девятое свойство и уникальная в масштабах Солнечной системы особенность Земли – наличие биосферы, буквально кишащей различными формами жизни от простейших одноклеточных существ до высших животных и человека. Все вышеперечисленные свойства Земли явились предпосылкой для образования биосферы, а функционирование биосферы в свою очередь стало формировать предпосылки и для повышения качества воды, и для преобразования атмосферы, и для преобразования различных элементов поверхности Земли, и для смягчения климата.
Американский астроном Майкл Харт показал, в каких узких пределах должно было проходить формирование свойств Земли, чтобы она стала «матерью» жизни земного типа. Если бы Земля была ближе к Солнцу всего лишь на 5 %, то вырывавшиеся из вулканов пары воды не смогли бы сконцентрироваться в моря и океаны. Помешал бы парниковый эффект, вызываемый повышением температуры. При увеличении же расстояния от Солнца всего на 1 % происходило бы прогрессирующее оледенение Земли. Если бы масса Земли была больше на 10 %, также возник бы парниковый эффект, препятствующий проникновению солнечных лучей. А если бы Земля оказалась меньше на 6 %, не смог бы образоваться озоновый слой, и зарождающаяся жизнь, да и жизнь современная погибли бы под воздействием жёсткого космического излучения.
Если бы светимость Солнца повысилась на 10–15 %, это привело бы к испарению всех водных источников, а если бы на столько же понизилась – произошло бы их оледенение. Если бы масса Солнца была меньше 50 % нынешней, оно превратилось бы в белый карлик, а затем остыло за несколько сотен миллионов лет. А при массе от 1,4 до 1,8 нынешней Солнце истощило бы запас водородного горючего и, пройдя стадию красного гиганта, испепеляющего планетную систему, также превратилось бы в белый карлик с тем же исходом.
Своей уникальностью Земля как бы специально предназначена для возникновения и эволюции жизни. Её природа обладает ещё более «тонкой подстройкой» к возникновению жизни и человека, чем природа Метагалактики. Поэтому специалисты вполне справедливо указывают на наличие не только космологического, но и геологического антропного принципа, т. е. такого состояния природной среды, самое незначительное изменение которого могло бы сделать невозможным развитие жизни и человека. Разумеется, подчинение эволюции природы этому принципу не является следствием некоего Божественного предначертания, а следствием никогда не прекращающейся эволюции.