Феликс Зигель - Вселенная полна загадок
Два с лишком десятилетия назад, в 1937 году, положение изменилось. Шведский астроном Хольмберг, изучая движение в пространстве ближайших звезд, обнаружил, что в этом движении есть еле уловимые, но, несомненно, реальные неправильности. Звезды двигались не так, как предписывал им закон тяготения. Они как бы вихляли слегка из стороны в сторону, уклоняясь от «законного», теоретического пути.
Сбивать звезды с пути могли только какие-то их невидимые с Земли спутники. В этом случае звезда и спутник обращаются вокруг общего центра тяжести, который движется в пространстве так, как полагалось бы двигаться одиночной звезде. Волнообразный путь звезды есть результат сложения двух движений — полета в пространстве вместе с другими звездами и обращения вместе со своим спутником вокруг общего центра тяжести.
Легко сообразить, что чем тяжелее невидимый спутник звезды, чем больше его масса, тем больший беспорядок вызовет он в ее движении. Значит, в этом случае возрастет и размах волнообразных колебаний звезды. Именно таким путем и удалось рассчитать, какова же масса невидимых спутников звезд.
Результаты получились замечательные — загадочные спутники оказались телами, по своей массе близкими к планетам, а не к звездам. Их массы составляют всего 2–3 процента от массы Солнца. Между тем если небесное тело имеет массу меньше солнечной на 0,04—0,05, то оно не может быть звездой. Давление в недрах такого тела недостаточно для того, чтобы там начались ядерные реакции и тело превратилось в звезду. Значит, невидимые спутники звезд являются несамосветящимися телами.
Можно ли их считать планетами? Пулковский астроном А. Н. Дейч и американский астроном Странд подробно изучили спутник одной из ближайших к нам звезд — звезды под номером 61 из созвездия Лебедя. Выяснилось, что масса его составляет 0,008 солнечной массы и в восемь раз больше массы Юпитера. Таких больших планет в солнечной системе нет, но ведь другие «земли» вовсе не должны во всем подражать нашей планете.
Кроме того, факты не безоговорочно утверждают, что у звезды 61 Лебедя должен быть именно такой спутник. Ведь те же неправильности в движении звезды могли вызвать два спутника, масса которых составляла бы в сумме 0,008 солнечной массы.
Представьте себе, что мы перенеслись на звезду 61 Лебедя и оттуда наблюдаем за полетом в пространстве нашего Солнца. Захватив с собой самый мощный из земных телескопов, мы не увидели бы с такого расстояния не только Землю, но и крупнейшие из «наших» планет. Зато притяжение Солнца, главным образом Юпитером и Сатурном, вызвало бы вполне ощутимые неправильности в его движении. Наблюдая за полетом Солнца в мировом пространстве, мы бы пришли к заключению, что у него есть темный спутник с массой, равной сумме масс Юпитера и Сатурна.
Есть поэтому все основания утверждать, что другие планетные системы открыты. Правда, возможности их изучения пока еще очень ограниченны. Только у ближайших к Солнцу звезд неправильности в движении, вызванные невидимыми планетами, настолько значительны, что могут быть обнаружены современными средствами наблюдения. У более же далеких звезд различить эти неправильности просто невозможно. К тому же далеко не все звезды обладают планетообразными темными спутниками.
Внутри исполинской сферы с центром в Солнце и радиусом семнадцать световых лет находится в общей сложности тридцать восемь звезд. Среди них, кроме Солнца, только три звезды наверняка обладают планетными системами. Две из этих трех звезд доступны невооруженному глазу — звезда 61 Лебедя и звезда в созвездии Змееносца, значащаяся под номером 70. Видимая яркость их, правда, невелика — около 5-й звездной величины. Попробуйте отыскать обе звезды на небе и взгляните на них в бинокль — может быть, оттуда, из глубин Вселенной, с поверхности какой-нибудь невидимой планеты, также устремлен на Солнце оптический инструмент неведомого нам разумного существа. Ведь для обитателей планетных систем этих звезд наше Солнце как центр планетной системы должно представлять значительный интерес. Есть ли, однако, так сравнительно близко от нас другие «человечества»?
Жизнь, по выражению Г. А. Тихова, «явление упорное». Возникнув из неорганической природы на определенной стадии развития той или иной планеты, жизнь затем, приспосабливаясь и видоизменяясь, цепко держится за свое существование.
По опыту земной жизни мы знаем, как живые организмы приспосабливаются к высокой и низкой температурам, огромным давлениям и необычайной разреженности атмосферы, к отсутствию влаги или, наоборот, к ее избытку, к ослепительному освещению и к полному отсутствию видимого света.
И все-таки у жизни есть границы. Жизнь не может быть повсеместной. Многие из планетных систем других звезд должны быть целиком или частично необитаемыми, или, точнее, лишенными органической жизни.
Выдающийся советский астроном академик В. Г. Фесенков недавно сделал ориентировочный подсчет вероятности того, что в окрестностях какой-нибудь взятой на* угад звезды существует жизнь. Вот примерный ход его рассуждений.
Допустим, что каждая звезда обладает планетной системой. Так как на самом деле это неверно, то вычисленная вероятность будет заведомо максимально большой.
Для существования жизни на какой-нибудь планете необходимо, чтобы ее орбита была близка к круговой. Только в этом случае температура на планете будет примерно одинаковой в течение года, как и вообще количество получаемого от звезды излучения. При сильно вытянутых, кометообразных орбитах планету, образно говоря, будет «бросать» из нестерпимой жары в леденящий холод. Следовательно, допустимые для жизни границы температур будут постоянно нарушаться.
Круговые или близкие к ним по форме планетные орбиты возможны только для одиночных звезд. В двойных, а тем более кратных звездных системах движение планет, как доказывают расчеты, будет необычайно сложным.
Правда, и те планеты, которые обращаются вокруг одиночной звезды, необязательно должны иметь круговые орбиты — вспомните о сравнительно вытянутых орбитах Плутона, Марса и Меркурия, не говоря уже об орбитах некоторых астероидов.
Приняв все сказанное во внимание, мы придем к выводу, что только около 10 процентов существующих звезд могут иметь планеты с почти круговыми орбитами.
В отобранном таким образом множестве звезд следует произвести дальнейшую сортировку. Отбросим, как неподходящие, все гигантские звезды. Они быстро теряют свою массу, и потому их светимость также сравнительно резко изменяется. Следствием этого будут значительные изменения температуры на принадлежащих им планетах, то есть как раз то, что невыносимо для жизни. Значит, гигантские и другие быстро меняющие свою светимость звезды не пригодны для создания и поддержания жизни. Здесь годятся лишь такие «уравновешенные», со спокойным излучением звезды, как наше Солнце. Тем самым из отобранных вначале звезд мы должны выделить для дальнейшего рассмотрения только десятую их часть.
Не подумайте, что теперь мы получили во всех отношениях безупречные звезды. Они одиночны и обладают спокойным, достаточно постоянным излучением. Допустим даже, что их планетные системы напоминают нашу. Не на всех, однако, планетах и в этом случае может существовать жизнь. Если планета очень близка к звезде (как, например, Меркурий), то на ней слишком «жарко» для жизни. Если же она чересчур далека от звезды (как, например, Плутон), то жизнь не может возникнуть на ней из-за чрезвычайно низкой температуры.
В нашей солнечной системе из десяти планет (включая погибший Фаэтон) только Земля обладает органическим миром. Значит, грубо ориентировочно можно принять, что из всех планет, имеющихся у отобранных нами звезд, только десятая часть может быть носителями жизни.
Представьте себе далее, что некоторая планета расположена в «подходящем» месте планетной системы и обращается вокруг своей «спокойной» звезды по почти круговой орбите. Все, казалось бы, хорошо, но масса планеты близка к массе известных нам астероидов или хотя бы Луны. Это означает, что планета лишена газовой оболочки — атмосферы, а следовательно, и жизни.
Не годится и другая крайность — слишком большая масса. На примере знакомых нам планет-гигантов Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна видно, что в этом случае планета в основном или целиком состоит из газов и скорее напоминает Солнце, чем Землю.
Границы допустимых масс — самые жесткие из рассмотренных «границ жизни». По расчетам В. Г. Фесенкова, только около 1 процента всех образующихся где-либо планет будут обладать пригодными для жизни массами.
Подведем итоги произведенной сортировке. Нетрудно сообразить, что только одна стотысячная доля первоначально взятых звезд может обладать планетами, на которых есть органическая жизнь.
