Фабрика планет: Экзопланеты и поиски второй Земли

21.05.2020

Европейская Южная Обсерватория (European Southern Observatory, ESO) сообщает о том, что учёные получили, возможно, первые прямые свидетельства появления новорождённой планеты.

https://u.livelib.ru/reader/evfenen/r/p6llv9th/o-r.jpg">

Планеты формируются, когда в пылевых дисках, окружающих молодые звёзды, конденсируются холодный газ и пыль. До сих пор астрономам не удавалось получить изображения очень молодых протопланетных дисков, чёткость и глубина которых позволяли бы зарегистрировать специфичный "изгиб", отмечающий место возможного образования новой планеты...

Красиво! Похоже на бутон розы!

О чем эта книга? О выдающемся астрономическом открытии последних тридцати лет – экзопланетах.

Экзоплане́та  — планета, находящаяся вне Солнечной системы. Долгое время обнаружить планеты возле других звёзд было невозможно, так как размеры планет чрезвычайно малы по сравнению со звёздами, а сами звёзды находятся далеко от Солнца.  К тому же планеты не являются источником света, в отличии от звезд.

Сейчас экзопланеты стали открывать благодаря усовершенствованным научным методам. По состоянию на 26 марта 2022 года достоверно подтверждено существование 4979 экзопланет в 3669 планетных системах, из которых в 814 имеется более одной планеты...

Элизабет Таскер родилась в 1980 году в Великобритании. Теоретическую физику изучала в Даремском университете, а в Оксфордском защитила диссертацию по астрофизике. Затем занималась компьютерным моделированием галактик в университетах США и Канады.

В 2011 году переехала в Японию. Работает в Японском агентстве аэрокосмических исследований (JAXA).

Часто выступает с публичными лекциями и пишет для различных изданий в основном об экзопланетах и космических миссиях.

Теория образования планет существовала ещё и до открытия экзопланет. Она базировалась на знаниях полученных из наблюдений за Солнечной системой.

Открытие 51 Пегаса b имело не самые приятные последствия для теорий образования планет. Когда в 1995 г. она была провозглашена первой известной нам планетой, обращающейся вокруг звезды, подобной Солнцу, это не только положило начало новой эре открытий, но и нанесло удар по тогдашним планетологическим представлениям.

51 Пегаса b - газовый гигант. Согласно имеющимся на то время представлениям, он не мог так близко располагаться к своей звезде. Дальше больше. Выяснилось, что 51 Пегаса b не является аномалией и вскоре было обнаружено ещё несколько планет со сходными характеристиками. Теория пошатнулась.

Ученым пришлось искать объяснение как могут существовать горячие Юпитеры (мини-Нептуны, суперземли, планеты с промежуточными плотностями на промежуточных орбитах и т. д.) вокруг остатков Сверхновых (двойных/кратных звёзд, пульсаров...)

Автор рассказывает о методах обнаружения экзопланет и их типах, подробно разбирает современные представления об их возникновении, описывает эволюции планетных систем,  переходя к моделированию возможных условий на них, в том числе в контексте поиска жизни. При этом Таскер честно рассказывает читателю об ограниченности наших сегодняшних знаний. Концепции постоянно пересматриваются и уточняются, поэтому сама автор пишет, что её книга не является идеальной, и возможно, что-то из изложенного будет отвергнуто через какое-то время.

В книге проскальзывает очень интересная мысль. Согласно имеющимся знаниям и наблюдениям Солнечная система является не типичным представителем планетарных систем.

Правда ли, что Земля уцелела благодаря Сатурну? Ведь не будь в Солнечной системе второго газового гиганта, Юпитер ждала бы та же участь, что и, например, 51 Пегаса b: он бы устремился к Солнцу, сметая все на своем пути. За ним могли бы последовать Уран и Нептун, превратившись в результате миграции в суперземли на близких к звезде орбитах. На пути во внутреннюю область Солнечной системы эти гигантские миры, скорее всего, разорвали бы нашу любимую Землю на мелкие кусочки.

Сегодня знаменательный день. 12 апреля 1961 Юрий Гагарин впервые (хотя сейчас есть куча альтернативных версий) посмотрел на нашу планету "сверху".

Первого советского космонавта автор не упомянула. Поэтому приведу другую цитату.

"Боже мой! Посмотрите на это! Это же Земля. Вот это да! Как она прекрасна!"
Эти слова произнес Уильям «Билл» Андерс на борту запущенного NASA космического корабля "Аполлон-8" во время первого пилотируемого полета к Луне. Позже Андерс так расскажет об этом историку освоения космоса Эндрю Чайкину: "Мы проделали весь этот путь, чтобы открыть Луну. Но на самом деле мы открыли Землю".

Проблемы устройства Космоса, Вселенной и вообще всего Мироздания интересовали меня с самых ранних времён, т. е. сколько себя помню. Понятно, что всё это с поправкой на возраст, но уже в самом раннем детстве отец, некоторое время служивший в подразделении военных топографов и немного покочевавший по просторам нашей необъятной Родины, довольно много рассказывал мне о космосе и о звёздах. Конечно, в середине 60-х это были совсем другие знания, нежели теперь, но всё-таки с основными созвездиями земного небосклона познакомил меня именно отец. И интерес ко всему вот этому подкрепил своими рассказами именно он.

Дальше Космос

А дальше пошло-поехало: что-то узнавалось из книжек и учебников, весьма много дало чтение научной фантастики, потом пошли в ход уже книжки научно-популярные — и тут тяжеловесами были Б.А. Воронцов-Вельяминов и И.С. Шкловский — «Очерки о Вселенной», «Вселенная, Жизнь, Разум» и «Звёзды: их рождение, жизнь и смерть» не только были прочитаны по нескольку раз, но и до сих пор занимают место в домашней библиотеке. Понятно, что были и другие авторы, как вполне известные и даже знаменитые (Ф. Зигель, С. Хокинг, К. Саган…), так и менее популярные, но от этого не менее интересные — мирозданческий кругозор пополнялся новой информацией и расширялся, хотя вряд ли сильно углублялся.

И во все предыдущие времена, конечно, более всего интересовал вопрос о наличии во Вселенной «братьев по разуму» и поисков жизни в Космосе. И вспомогательной темой, конечно же, был вопрос о существовании планет, обращающихся вокруг других звёзд Галактики — вряд ли жизнь может возникнуть в других космических местах — в пылевых или газовых туманностях, на самих звёздах. И хотя основные методы обнаружения планет у других солнц были авторами в книгах и научных трудах описаны, однако всё сводилось к недостаточной чувствительности научных приборов и аппаратуры — на том уровне разрешений доказательно открыть планеты у других звёзд было невозможно.

И вот теперь мы подобрались к этой книге. Основным содержанием которой стали события последних двух десятилетий. Потому что произошёл качественный скачок в чувствительности и надёжности разных приборов и инструментов, с помощью которых наблюдается небо и его объекты, что позволило учёным получить большой массив довольно точной информации о существовании планет в других звёздных системах. Информации проверенной и перепроверенной, уточнённой разными методами и просчитанной с помощью современной вычислительной и компьютерной техники.

Содержание книги представляет собой переработанный и дополненный рассуждениями автора компилят из вполне научных статей, опубликованных в разных научных изданиях. Т.е. по каждому отдельному вопросу, по каждой отдельной главе содержания имеется отсылка на вполне конкретного учёного и на ту или иную его научную работу и статью — список этой литературы приводится в конце книги.

По мере открытия новых и новых планет у разных звёзд учёные всё точнее и надёжнее представляют себе весь механизм возникновения планет у звёзд разного типа и класса, а также всю вероятную эволюцию планетной системы. Где, как, из чего образуются экзопланеты и протопланеты, откуда берётся вещество для их образования, как и куда передвигаются планетезимали (зародыши планет) в пределах своей звёздной системы, как формируются их орбиты и какими могут быть эти новенькие планеты по своему составу — земного типа (каменистые миры) или газовые гиганты типа нашего Юпитера и других трёх планет, а то и вовсе планеты-«снежки». Какие условия могут быть на поверхности этих миров — температура, давление, химический состав атмосферы (если она вообще там есть), наличие ядра и магнитного поля — в общем, всё, что представляет интерес для ответа на главный вопрос — а есть ли там жизнь?

Однако помимо вот этого интереса книга заставляет подумать ещё и о том, что раз планеты вовсю курсируют в пределах своей планетарно-звёздной системы, а то и вовсе могут быть «выброшены» за её пределы законами космической механики, то значит и нынешнее кажущееся стабильным и прочным состояние нашей собственной маленькой звёздной Родины — Солнечной системы — вовсе не является раз и навсегда устоявшимся, и что дальнейшие эволюции планет не только возможны, но и неизбежны. Так что рано или поздно, но человечеству придётся решать вопрос о том, где жить… Тем более, что и Солнце тоже стареет и выгорает изнутри, а значит рано или поздно станет красным гигантом. В общем, будет весело, ребята!

Ну, и пара слов о литературной форме — книга написана очень по американски, со всеми присущими американским авторам нон-фикшена прибамбасами. Т.е. и юморок, чаще к месту, но иной раз и не слишком, и образные сравнения с чем-то хорошо знакомым обывателю (типа планеты Татуин), и отсылки в основном на мнения только своих специалистов, и только в крайнем случае упоминание о людях из других неамериканских далей. Но читается книга легко и всё изложено очень доступно, достаточно обычного школьного курса для понимания. Тем более, что автор никакими спецтерминами книгу не грузит — в общем, этакая содержательная и интересная лайт-версия научпопа.

Любовь к литературе вообще и невероятное желание писать книги пришло ко мне когда-то именно из глубины космического пространства. Нет, это были не инопланетяне, это был тот совершенно удивительный факт, что вселенная не ограничивается Землей. И это я тогда еще не знала об экзопланетах, которым, собственно, и посвящена эта книга. Книга потрясающая во всех отношениях. Несмотря на объем, я ее буквально проглотила за два дня. Да, в ней будут сложные слова и много физики, но тут уж ничего не поделать. Рассматриваются вопросы образования планет в звездных системах (в том числе и в нашей), типы этих планет и систем, как проводятся исследования, какие сложности стоят на пути исследователей. И, конечно, будут рассказы об удивительных мирах: мир с двумя или даже тремя солнцами, алмазный мир… покинуть нашу планету физически мы, к сожалению, не можем, но хотя бы подглядеть в замочную скважину, как выглядит вселенная, нам вполне по силам - в том числе и благодаря этой замечательной книге.