Лев Кривицкий - Эволюционизм. Том первый: История природы и общая теория эволюции
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.
