Аннотация: Об исключительности нашего космического дома.
"В галактике сотни миллиардов звезд и у большинства есть планетные системы, почему же мы не находим признаков иного разума?" - так часто начинают статьи и научно-популярные видео.
Но действительно ли это так?
Да, конечно, звезд в нашей галактике действительно сотни миллиардов и, по-видимому, у большинства из них действительно есть планетные системы, вот только...
До относительно недавнего времени ученые были уверены, что все другие планетные системы должны быть устроены точно так же, как наша - "ведь не может же она быть особенной!": на периферии газовые гиганты, а ближе к звезде - маленькие скалистые планеты. В старых учебниках астрономии было даже четко объяснено, почему все должно быть именно так: солнечный свет быстро выметает все лёгкие газы из горячих центральных областей системы, и здесь формируются в основном скалистые тела из тяжёлых элементов, а планеты окраин, где холоднее, собирают на себя большую часть водорода и гелия.
Вот только... Когда планетные системы у других звезд начали находить - начиная с 1995 года - выяснилось, что они совсем не похожи на нашу Солнечную систему.
Сейчас открыты уже тысячи экзопланет - планет, обращающихся вокруг других звёзд, в том числе свыше тысячи систем, в которых известно более одной планеты. Но вместо аналогов Солнечной системы мы видим "странные" системы, в которых газовые гиганты с массой больше Юпитера кружатся ближе к звезде, чем наш Меркурий, "Нептуны" занимают место Земли, и при этом орбиты планет вовсе не круглые, как у нас, а сильно вытянутые, эллиптические.
В попытке объяснить несоответствие реальности теории была выдвинута гипотеза планетной миграции. Моделирование на компьютере показало, что это возможно. Вот только при этом, как правило, будут образовываться или системы с множеством хаотично обращающихся по сильно вытянутым орбитам вблизи звезды "горячих юпитеров", или - системы без планет-гигантов вообще, с таким же хаотическим движением в центре, без спокойных круглых орбит на значительном расстоянии от звезды.
И лишь в одном проценте случаев будет образовываться что-то вроде нашей системы - с двумя планетами-гигантами и несколькими планетами помельче, обращающимися по круговым орбитам.
Однако стоит заметить, что пока эта модель весьма несовершенна и не учитывает многих факторов - чтобы упростить моделирование до приемлемой сложности. Так что сейчас трудно судить, насколько верны его результаты и не являются ли наши космические окрестности еще большей редкостью.
На сегодня из всех сотен найденных внесолнечных планетных систем только две можно счесть "почти похожими" на нашу - в статьях СМИ они даже были пафосно названы "двойниками".
Первая - это HD10180.
Звезда HD10180, находится на расстоянии 127 световых лет от Земли в южном созвездии Гидра. В результате 190 измерений с помощью одного из самых точных в мире спектрографов HARPS, астрономы обнаружили едва заметные колебания звезды, которые вызваны сложным гравитационным воздействием 5 или более планет.
Пять сильных сигналов соответствуют планетам, похожим на Нептун (13-25 масс Земли). Они имеют орбиты с периодом обращения от 6 до 600 дней и по отношению к своей центральной звезде находятся на расстоянии 0,06-1,4 а.е. (дальности от Солнца до Земли).
Астрономы также считают, что в системе HD10180 есть еще две невидимые пока планеты. Одна из них похожа на Сатурн (с минимальной массой 65 масс Земли) и имеет орбиту с периодом 2200 дней. Другая, самая маленькая из всех найденных до сих пор экзопланет, имеет массу эквивалентную 1,4 Земли. Она находится очень близко к звезде - всего 2% от расстояния Земля-Солнце, год на этой планете длится всего лишь 1,18 земных дней.
Все планеты имеют практически круговые орбиты.
Вторая система - KOI-351 в 2 500 световых лет от нас в созвездии Лебедя.
В системе содержатся семь экзопланет, вращающихся вокруг звезды. При этом их иерархическое расположение похоже на нашу Солнечную систему: с маленькими, возможно, скалистыми планетами, расположенными ближе к звезде, и газовыми гигантами на ее окраинах.
Орбитальные периоды этих семи планет составляют 7, 9, 59, 92, 125, 210 и 331 день.
Нетрудно заметить разительные отличия этих "систем-близнецов" от нашей. Хотя в первой есть "Земля", "Нептуны" и "Сатурн", расположение планет, схожее с нашим и почти круговые орбиты - но "Земля" там ближе к своей звезде, чем Меркурий к Солнцу, а крайняя планета находится ближе к звезде, чем наш Юпитер. Кроме того, своего "Юпитера" там вообще нет.
А во второй, хотя иерархическое положение планет соответствует нашему, есть два своих "Юпитера" на окраине и "мини-Нептуны" или "супер-Земли" ближе к звезде - вся система очень компактна и вполне уместилась бы внутри орбиты нашей Земли.
Таким образом настоящих двойников нашей системы пока найти не удалось. А ведь ученые сейчас считают, что чем больше сходства иной системы с нашей, тем вероятнее найти там жизнь - внеземная жизнь с наибольшей вероятностью возникнет в такой планетной системе, где есть защищающий внутренние области газовый гигант вроде Юпитера, причем находящийся достаточно далеко от звезды (на расстоянии от трёх до семи астрономических единиц), чтобы внутри его орбиты, в так называемой зоне обитаемости (где не слишком жарко и не слишком холодно), вокруг звезды вращался скалистый аналог Земли.
Так уникальна ли наша Солнечная система?..
Есть факт: другой подобной пока не нашли.
С другой стороны, всегда можно указать на то, что до сих пор мы исследовали едва ли миллионную долю звездных систем галактики, и дальнейшие открытия все изменят, но, тем не менее, если судить по статистике, маловероятно, чтобы отсутствие наших двойников среди всех исследованных систем было случайностью. Даже если, как показывает моделирование, подобная нашей система возникает в одном проценте случаев, то и тогда из обнаруженной тысячи мультипланетных систем мы должны найти десяток таких! Но их пока не обнаружено ни одной.
Так что, скорее всего, вопрос состоит не в том, исключительна ли наша Солнечная система - а в том, насколько она исключительна.