© Михаил Вартбург
журнал "Знание-сила".

начало, часть 1 из 2
см. часть 2.

Долгое время в науке господствовал взгляд, что планеты — очень редкое явление в космосе. Такой взгляд навязывала, например, теория происхождения планет английского астронома Джинса. По Джинсу, планеты Солнечной системы образовались из струи вещества, вырванной из Солнца случайно проходившей поблизости звездой. Струя эта была тоньше в начале, толще посредине и заканчивалась опять утоньшением, что объясняло, почему самые близкие и самые далёкие солнечные планеты малы по массе и размеру, а центральные — это газовые гиганты. Сближение звёзд — ситуация не только случайная, но и крайне редкая (во всяком случае, в наших регионах Млечного Пути), и поэтому образование планет, по теории Джинса, тоже оказывалось крайне редким событием. И действительно, вплоть до 1992 года ничто не указывало, что какие-либо другие звёзды обладают такими же планетными семьями, как наше Солнце. Можно лишь удивляться стойкому оптимизму энтузиастов SETI, которые и в этих обстоятельствах продолжали твердить, что внесолнечные планеты существуют.

Ситуация изменилась, когда в 1992 году Алекс Волчан обнаружил одну или несколько планет вблизи одного из пульсаров. Пульсар слегка менял своё положение, видимо, в результате гравитационного воздействия одного или нескольких невидимых объектов. Параметры колебаний позволили Волчану определить совокупную массу этих объектов, которая оказалась много меньше звёздных масс, но зато в пределах масс одной очень крупной планеты или нескольких поменьше.

Это открытие проложило путь к регулярному поиску невидимых планет по их гравитационному воздействию на свои звёзды, и спустя всего три года такой поиск увенчался выдающимся успехом. В 1995 году Майор и Квелоз, работая в Женевской обсерватории, открыли планету около солнцеподобной звезды, именуемой в каталоге "51-я в созвездии Пегаса". Ещё несколько месяцев спустя Марси и Батлер открыли свой "планетарный счёт", обнаружив планету возле 70-й звезды созвездия Девы (сегодня на счету Марси и Батлера свыше 60 найденных планет). К ноябрю 2003 года полный список открытых астрономами внесолнечных планет достиг 119! К декабрю 2007 г их было открыто около 250! Все они обнаружены около ближайших к нам звёзд. Сегодня можно уже с уверенностью сказать, что планеты — не редкое, а весьма распространённое явление. Они наверняка будут обнаружены и возле более далеких звёзд, как только это станет практически возможно. Но для этого нужно преодолеть серьёзные трудности.

Прямое наблюдение внесолнечных планет затруднительно. Планеты светятся только за счёт отражённого ими света своей звезды, и это их излучение (например, в Солнечной системе) в миллиард раз меньше, чем излучение самой звезды. Свет звезды попросту затмевает свечение планеты. Да и тепловое (инфракрасное) излучение планеты тоже слабее того, что могут уловить существующие приборы.

Самым обнадёживающим методом представляется так называемое интерферо­метрическое погашение звёзды. Если наблюдать одну и ту же звезду сразу в два телескопа и потом свести оба изображения вместе, то в двух разных лучах они погасят друг друга. Тогда излучение планеты, если она есть, чётко обозначится на тёмном фоне. Разумеется, так просто бывает только в научно-популярных изложениях, а так хорошо — только в научно-фантастических романах, но первая практическая попытка использования этого метода уже была предпринята в ноябре 2003 года группой Хинца на чилийском телескопе Магеллан. И хотя затемнение звёздного света в этой попытке было всего 95 процентов, тем не менее астрономам удалось обнаружить тёмный кольцевой "ров" в газопылевом диске, окружающем звезду, что, по нынешним представлениям, свидетельствует об идущем там образовании планеты — газового гиганта в несколько раз тяжелее Юпитера примерно на таком же расстоянии от звезды, как Сатурн от нашего Солнца.

Этот успех — хорошая новость для европейского и американского космических агентств, которые планируют запустить (в 2008 и 2013 годах) два проекта интерферометрического поиска планет: "Дарвин", иначе именуемый SIM (Space Interferometry Mission, или "Космический интерферометрический зонд"), и TRF (Terrestrial Planet Finder, или "Искатель землеподобных планет"), каждый из которых будет способен затемнять свет звезды в миллион (!) раз. "Дарвин" представляет собой систему из шести орбитальных телескопов, интерферометрическая связь которых должна позволить различать около ближайших звёзд объекты всего лишь в несколько раз больше Земли. Четыре больших зеркала TRF будут размещены по углам квадрата размером с футбольное поле, позволяя различать землеподобные планеты даже на расстоянии 50 световых лет, а его спектрометр позволит анализировать атмосферу этих планет главным образом на наличие озона, метана и кислорода.

Но всё это, разумеется, дело будущего. Однако уже сегодня суммарные данные о первых внесолнечных планетах позволяют сделать некоторые обобщения. И первым из них является сам факт открытия такого множества планет. Как пишут Марси и Батлер, планеты-гиганты обнаружены у 5-10 процентов обследованных звёзд типа Солнца (или близкого к этому типу), и можно думать, что такое же соотношение сохранится в дальнейшем. Это означало бы, что в нашей галактике могут существовать сотни тысяч и даже миллионы планет. Такой вывод подкрепляется также новыми теоретическими представлениями о механизме образования планет, выдвинутыми для объяснения странных свойств тех, что уже обнаружены. Надо сказать, что эти свойства оказались и в самом деле весьма неожиданными.

Все или почти все новооткрытые планеты или планетные семейства демонстрируют резкое отличие от планет Солнечной системы и от неё самой. Только в единичных случаях были обнаружены планеты, обращающиеся по круговым или почти круговым орбитам на достаточном удалении от своей звезды, сравнимом с удалением планет Солнечной системы от Солнца. В остальном это либо круговые орбиты, проходящие на необъяснимо близком расстоянии от звезды и требующие невероятно быстрого обращения планеты вокруг этой звезды (а ведь речь идёт о газовых гигантах типа Юпитера!), либо резко эксцентрические орбиты, появление которых противоречит всем прежним взглядам на процесс образования планет.

Согласно этим взглядам, сменившим ныне отброшенную теорию Джинса, солнечные планеты образовались из того же протозвёздного газопылевого диска, из которого образовалось Солнце, в то же время и примерно за тот же срок. И действительно, наша Земля и другие солнечные планеты — того же возраста, что Солнце. Различие между большими и малыми планетами, между газовыми гигантами с небольшим твёрдым ядром и твёрдыми, скалистыми планетами вроде Земли и Марса связано в этой теории с тем, что большие планеты сформировались в центральной части облака за счёт постепенного налипания огромной массы газа на первичное ледяное ядро, а малые планеты сложились в самой близкой и самой далёкой его частях, более бедных веществом, за счёт многократных столкновений и слияний "планетных зародышей" ("планетезималей").