Экзопланеты и радиомолчание
НАУКА
«Секретные материалы 20 века» №8(472), 2017
Экзопланеты и радиомолчание
Сергей Кривенков
журналист
Санкт-Петербург
1377
Экзопланеты и радиомолчание
Если 15 лет назад специалисты радовались каждой новой экзопланете, то теперь интерес вызывают только похожие на Землю

Счет обнаруженных астрономами за пределами нашей Солнечной системы планет пошел уже на тысячи. Каталог существенно обновляется каждый месяц. Их, внешних по отношению к Солнечной системе, называют экзопланетами. Открывают их в основном двумя способами — по гравитационным возмущениям орбиты звезды-хозяйки и по изменениям ее спектра при прохождении планеты по диску светила. Если лет 15 назад специалисты радовались каждой новой экзопланете, то теперь интерес вызывают только похожие на Землю.

Уже найдены и системы планет, похожие на Солнечную. Вкупе с многочисленными открытиями внутри нашей системы будет о чем рассказать старшеклассникам на занятиях по возобновляемому в школах курсу астрономии. Отрадный, кстати, факт.

Первые годы открытий экзопланет породили скоропалительные суждения о том, будто среди «чужих» систем преобладают сообщества звезд с так называемыми «горячими Юпитерами» — крупными газовыми гигантами, расположенными относительно близко к своей звезде. Конечно, наличия белковой жизни там ожидать не приходилось. Впрочем, эффект объяснялся всего лишь недостаточной еще разрешающей способностью методов, и многие (автор в том числе) советовали просто подождать. Ранее математическое моделирование показало, что устойчивых типов орбит только для систем с десятком планет с сочетанием как каменистых тел земного типа, так и газовых гигантов (как у нас в Солнечной системе) насчитывается несколько. Законы природы не запрещают и множество иных вариантов, в том числе и с одной или несколькими небольшими планетами. Оптимисты оказались правы. После ввода в строй орбитальных телескопов, а также строительства крупных международных наблюдательных комплексов на Земле открытия посыпались как из рога изобилия. Несколько команд астроном из разных стран теперь буквально соревнуются между собой.

Стали искать прежде всего планеты, находящиеся в так называемой «зоне обитаемости». Это означает — на таком расстоянии от своего светила, что на их поверхности возможно существование воды в жидком виде (а то ведь ледяных небесных тел много, но они для нас менее интересны). Справедливо считают: где вода, там и жизнь. Замечу, речь идет, конечно же, о знакомой нам белковой форме жизни. Зоны обитаемости для разных звезд разные, поскольку зависят от того, насколько она сама горяча и массивна, от ее светимости.

В астрономии давно известна диаграмма «спектр — светимость», согласно которой звезды не только расположили, но и классифицировали. Основным классам присвоены соответствующие буквы латинского алфавита. А сама она настолько известна, что породила даже оригинальное мнемоническое правило для лучшего запоминания (подобно тому как фраза «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан» помогает по первым буквам слов вспомнить и запомнить основные семь спектральных цветов). Отечественный вариант мнемонического правила для последовательности спектральных классов звезд весьма своеобразен, основан на менее литературно кодовой фразе и, возможно, из-за этого менее известен: «Один бритый парикмахер финики грыз, как морковь». Буквы латинские — O, B, P, F, G, K, M. Итак, все звезды по светимости разделяют на классы от наиболее яркого O до темно-красного M. Хотя есть и более темные объекты, это так называемые «коричневые карлики», светящиеся только в инфракрасном диапазоне.

Наше желтое Солнце относится к спектральному классу G («грыз»). Обычно белковую жизнь ожидают встретить на планетах либо того же, либо двух ближайших спектральных классов — F («финик») и K («как»), то есть либо у чуть более горячих, ярко-золотистых звезд, либо у чуть более холодных оранжевых. Не исключают из поиска и красные карлики класса M, причем некоторые специалисты подчеркивают, что ввиду того, что такие небольшие звезды обычно «старые», на расположенных близ них планетах могут быть открыты и давно существующие цивилизации. Вот такая «морковь».

Уже лет 10 как действует научная программа по поиску планет земного типа у 100 наиболее «перспективных» светил нашей Галактики. Называется она Terrestrial Planets Finder (TPF) — то есть «поиск землеподобных планет». Особо в программе TPF выделили 10 звезд — не только сравнительно близких, но и относящихся к одному из ближайших спектральных классов. «Топ-лист» 10 главных целей проекта состоит только из звезд спектральных классов, ближайших к солнечному. В их числе наша соседка Альфа Центавра (поскольку это двойная звезда, то речь идет и об Альфа Центавра А, и об Альфа Центавра B, первая класса G, вторая — класса K), воспетая Высоцким Тау Кита (спектральный класс G), Эта Кассиопеи (тоже G, можно вспомнить советские детские фильмы «Москва — Кассиопея» и «Отроки во Вселенной» с песней на стихи Роберта Рождественского — «Я возьму память земных верст, буду плыть в спелом густом льне; там, вдали, там, возле синих звезд, Солнце Земли будет светить мне»). Далее идут менее воспетые Бета Гидры и Дельта Павлина (обе класса «G»). Затем в списке следуют ярко-золотистые «финики» класса F: звезда Пи 3 Ориона (до нее 26 световых лет), фигурирующая в тайных учениях многих жреческих школ, начиная с древнеегипетской, а также Гамма Змееносца. И наконец, замыкают «горячую десятку» две звезды класса K — Эпсилон Эридана и 40 Эридана.

Из «горячей десятки» проекта TPF аналог Солнечной системы был обнаружен сначала только у звезды Эпсилон Эридана, причем вблизи этого эриданского солнца есть аналог пояса Койпера из ледяных глыб: в нашей системе именно оттуда и из еще более отдаленного облака Оорта прилетают кометы. Крупнейшая планета здесь в полтора раза массивнее Юпитера и обращается вокруг своего светила за 2502 земных дня (оборот Юпитер вокруг Солнца занимает 4430 наших суток). Теперь найдены планеты и в системе Тау Кита, причем в их числе землеподобная планета (ее наименование Тау Кита e).

В человекоподобных разумных существ, которые могут жить на планетах возле таких не слишком далеко от нас расположенных звезд, верили многие фантасты. А Иван Антонович Ефремов в «Туманности Андромеды» даже описал один из двух основных современных поисков экзопланет. Впрочем, другие фантасты были сторонниками большего разнообразия форм разумной жизни. Так, у Сергея Александровича Снегова («Люди как боги») описаны в том числе и причудливые обитатели систем близ коричневого карлика, ныне обсуждают планету, открытую вопреки расхожим представлениям о малой перспективности двойных звездных систем близ двух коричневых карликов, каждый из которых в десятки раз больше нашего Юпитера. Странный мир, где в инфракрасном диапазоне светят сразу два солнца…

Планетных систем, причем самых разных, уже обнаружены десятки. Есть расположенные в сотнях световых лет от Земли, есть «всего» в нескольких световых годах. Слово «всего» взято в кавычки не случайно — пока что и такие расстояния для земной техники непреодолимы. Но будем надеяться на прогрессивное развитие нашей собственной цивилизации. Тут стоит вспомнить знаменитую вероятностную формулу Дрейка, оценивающую шансы на встречу с иными цивилизациями. В ней несколько коэффициентов, начиная от вероятности наличия планет у звезд и заканчивая вероятностью существования цивилизации на развитом уровне в течение достаточно длительного времени, необходимого для установления контакта. Все коэффициенты каждым специалистом оцениваются по-своему, затем перемножаются. В итоге получаем шанс на встречу с «братьями по разуму».

Формула удачна. Но в ней, как и должно быть в вероятностном соотношении, все «вилами по воде писано». Скептическая поначалу оценка числа планетных систем оказалась ошибочной. Затем «повысили» шанс на существование близ других звезд планет земного типа в зоне обитаемости. Шанс на появление жизни считался маленьким, но теперь активно обсуждают возможность ее заноса из других планетных систем. Эволюция возникшей жизни за миллиарды лет до стадии высокоразвитых созданий и раньше считалась немалой, равно как и вероятность появления цивилизаций. А вот с шансом дожития цивилизации до контакта дело плохо. Как обстоит дело в реальности, мы пока что не знаем, но среди специалистов царит скепсис. Ведь мы теперь знаем, что погибель возможна в результате ядерных и прочих глобальных войн, экологических и генетических катастроф, знаем и про внешние риски — падение крупных астероидов, вспышки сверхновых звезд с достигающим поверхности планет у соседних светил жестким излучением.

В итоге, хоть планет, похожих на Землю, и немало, ни одна из цивилизаций не колонизовала Землю. Многочисленные факты, свидетельствующие в пользу возможных на протяжении земной истории палеоконтактов, считают недостаточными. Если кто-то побывал у нас, то почему ограничились исследованиями да наблюдениями. Нет чтобы завоевать. Такова логика, породившая целый философский феномен — парадокс неколонизованности Земли.

В самом деле. Бесчисленность миров — триллионы и триллионы звезд — делает практически невероятным уникальность жизни на Земле. Конечно, можно считать Землю совершенно особенным, уникальным миром, но пока что никому не удалось найти четких признаков, коренным образом отличающих Солнечную систему от многих других подобных планетных систем. Наверное, все же Земля уникальна прежде всего тем, что на ней живем мы, а вовсе не какими-то совершенно неповторимыми сочетаниями физических факторов. Но раз так, то за миллиарды лет обязательно должны были возникнуть разумные существа и в других. Дальше мы судим по себе. Люди — такой вид разумных существ, который склонен к попыткам предвидеть будущее, в том числе и весьма отдаленное. Пусть для многих людей это и кажется ненужным, однако всегда находятся другие, заглядывающие далеко за горизонт. Если первобытные люди представляли себе всю землю и все небо, то современные мыслят категориями расстояний в миллиарды световых лет и промежутками времени в триллионы веков.

Далее логика приводит нас к мысли о том, что хотя бы одна цивилизация должна была бы быть подобной нашей и в плане ее пространственной экспансии: мы-то сами к ней очень даже склонны, потому-то люди и расселились по всему земному шару, а теперь и вышли в ближний космос. Иначе опять бы получилось, что мы совершенно уникальны. На этот раз в психологическом плане. Нет причин считать, что мы первые во Вселенной существа, желающие полететь к другим звездам. Логика подсказывает — кто-то обязательно должен был выйти в космос раньше нас — за миллиарды-то лет!

Скептики считают — если даже кто-то и пробовал летать к звездам, так либо не дожил до этого уровня развития, либо не смог преодолеть гигантские расстояния. Но живучесть нашей совсем не мирной цивилизации противоречит логике (неужели нет никого разумного и более мирного?). А мнение о недосягаемости иных миров выглядит совсем уж нелогичным — достаточно оценить темпы прогресса человечества в преодолении все больших и больших расстояний, чтобы понять, что за миллиарды лет хоть где-то обязательно бы научились летать к другим звездам.

Оптимисты говорят о палеоконтактах, но, напомню, удивляются не контактам, а тому, что Земля на сегодняшний день не колонизована. А почему? Мы ведь сами все заселенные людьми территории колонизовали. Речь не о политическом подчинении, хотя и это было типичным, а о заселении и освоении новых земель. Даже непригодные для постоянного проживания территории вроде ледяных пустынь Антарктиды осваиваются людьми, создающими как минимум постоянные передовые базы. Почему же наша планета заселена не давным-давно представителями какой-либо цивилизации, распространенной на галактических просторах, а нами? Нам такая независимость приятна, а для ученых скептиков она по сей день служит аргументом в пользу то ли невероятности появления разумной жизни, то ли невероятности ее долгой выживаемости при прогрессивном развитии. Вот и на земные радиосигналы никто вроде бы не спешит отвечать…

В попытках разрешить сей логический парадокс современные мыслители изобрели множество оригинальных гипотез. Например, «гипотеза зоопарка» — нас специально не трогают, сохраняя Землю в качестве то ли заповедника, то ли инкубатора. Или «гипотеза фальсификации реальности» — нам позволяют видеть только то, что хотят показать, и мы из-за столь изощренного обмана зрения не замечаем следы деятельности более могучих цивилизаций, например последствия астроинженерной деятельности. Есть конкурирующая с ней «гипотеза непонимания» — мы видим следы деятельности иных цивилизаций, но не в состоянии понять, что это именно они, то ли по неразвитости, то ли скорее из-за слишком больших различий между нашим и их менталитетом. Сторонники этой гипотезы считают, что плоды чужой деятельности просто кажутся землянам естественными, а не искусственными либо вообще остаются незамеченными… Есть еще гипотезы, согласно которым иные цивилизации слишком уж отличаются от нас: небелковая жизнь, иной ход времени, совершенно иные размеры разумных существ. Есть «гипотеза маскировки», согласно которой более развитые цивилизации научились столь хорошо маскироваться, что мы не можем отличить их представителей от землян (кстати, а почему бы нет — нелегальная разведка за миллионы лет могла бы отлично развиться). Наконец, есть «гипотеза бдительности», согласно которой ситуация в Галактике и ее окрестностях настолько немирная, что из опасений пасть жертвой вторжения другие цивилизации сознательно соблюдают «режим радиомолчания», а также избегают совершать межзвездные перелеты без крайней на то необходимости и уж тем более не склонны выдавать свое местоположение на звездной карте. Опять же — почему бы и нет. Читатель, представьте себя на месте лица, принимающего где-то решения и имеющего информацию о земных жесткостях. Вы бы разве не проявили осторожность?

Есть и попытка «психологического» объяснения: мол, до определенного этапа цивилизация любит осваивать новые горизонты, но потом пресыщается, замыкается в себе и прекращает полеты в дальний космос. При этом, возможно, экранируют собственную звездную систему, делая ее невидимой для посторонних, а заодно созданием такой сферы вокруг собственного Солнца обеспечивая себя дополнительной энергией для безбедного существования. В общем, мнений много, но «парадокс неколонизованности Земли» пока что остается логически не разрешенным.

Тут, кстати, возникает вполне серьезный вопрос — о неизбежном исчерпании ресурсов сначала планеты, а затем и всей планетной системы за многие миллионы лет существования развитой цивилизации. Мы видим выход в привычной землянам пространственной экспансии. Некоторые, например англичанин Стефан Бакстер, называют Циолковского «провидцем», но не согласны, что человечество ограничится перемещением от одной звезды к другой по мере того, как Солнце будет гаснуть. Бакстер уверен, что в очень отдаленном будущем неизбежной стадией развития разумной жизни будут существа типа «эфирных», которых он называет «горняками черных дыр». Предполагается, что они будут черпать энергию, «роняя» звезды в «черные дыры», подгоняя все новые звезды к все укрупняющимся «черным дырам», и тем самым сумеют на триллионы лет «оседлать» процесс угасания нынешних звезд, не вымирая из-за него, но, напротив, извлекая из этого процесса энергию для поддержания своих мудрых цивилизаций. Еще он называет таких существ «пилотами пепельного заката». Этот «закат» по времени должен быть во много миллионов раз более долгим, чем период экспоненциального развития, в котором живем мы. Кроме возможности такого экзотического, с нашей точки зрения, пути развития цивилизации, стоит помнить и о том, что разумными могут оказаться и совсем непохожие на нас существа — от энергетических до совершенно иных по химическому составу. И зачем им в таком случае колонизация Земли?

Тем не менее земляне продолжают искать белковую жизнь на планетах земного типа, ожидая встретить похожую на нас цивилизацию. Оптимистам недавно «пришли два козыря».

Во-первых, обнаружена планета в системе ближайшей к нам звезды — Проксимы Центавра. Планету назвали Проксима b (буква a остается за звездой, экзопланетам принято присваивать индексы от b и далее по латинскому алфавиту). До системы около четырех световых лет есть даже проекты запуска в этом направлении беспилотных зондов. Кстати, именно в системе Проксимы происходит действие знаменитого фантастического фильма «Аватар». Скептики пишут, что всплески излучения в рентгеновском диапазоне могут погубить на подобной планете все живое, поскольку она расположена слишком близко к звезде. Кроме того, подобные близко расположенные планеты обычно повернуты к светилу все время одной стороной, что делает температурный режим некомфортным, да и вообще там холодновато. Все это так, но Проксима b сравнительно «близко».

Во-вторых, открыта целая система исключительно с планетами земного типа, коих аж семь, причем три из них находятся в зоне обитаемости для данной звезды. Поскольку звезда — красный карлик, то орбиты потенциально обитаемых планет в нашей Солнечной системе оказались бы внутри орбиты Меркурия. Иначе говоря, год для возможных обитателей длится всего несколько суток. Для столь необычной системы менее сорока световых дет. Это дает шансы обнаружить в спектре звезды при прохождении по ее диску планет признаки наличия на них воды и даже фотосинтеза, который свидетельствовал бы о наличии растительности.

В престижном научном журнале Nature есть подробная информация о системе из планет земного типа, названной TRAPPIST-1, с наглядными схемами орбит планет и сравнением их относительных размеров. Новым небесным телам земного типа присвоены индексы b, с, d, e, f. g, h. В зоне обитаемости находятся объекты с индексами e, f и g, то есть четвертая, пятая и шестая планеты системы.

В общем, оптимисты получили весомые аргументы в пользу своей точки зрения о возможной обитаемости не столь уж далеких от нас миров. Скептики и в этом случае напоминают о слишком близком положении планет по отношению к звезде, что делает их уязвимыми при всплесках жестких излучений, также о некомфортном температурном режиме. Аргумент оптимистов: зато в данном случае вероятность возникновения и эволюции жизни повышает то, что подходящих планет сразу несколько.

Не будем замыкаться только на «модных» примерах. В современных каталогах типы экзопланет так и называют «Юпитеры», «Нептуны», «Земли» (по размеру). И еще разделяют их по предполагаемой температуре поверхности на ледяные, очень холодные, холодные, прохладные, теплые, очень теплые, горячие. Конечно, обнаруженные «теплые земли» пока не столь многочисленны, но по крайней мере их уже три десятка.

Не исключено, что по каким-то из этих «адресов» и в самом деле существуют иные цивилизации. Только вот режим радиомолчания вполне может оказаться сознательным выбором их представителей.


1 апреля 2017


Последние публикации

Выбор читателей

Сергей Леонов
105010
Сергей Леонов
94224
Виктор Фишман
76200
Владислав Фирсов
69414
Борис Ходоровский
67502
Богдан Виноградов
54114
Дмитрий Митюрин
43363
Сергей Леонов
38277
Татьяна Алексеева
37017
Роман Данилко
36484
Александр Егоров
33309
Светлана Белоусова
32608
Борис Кронер
32337
Наталья Матвеева
30363
Наталья Дементьева
30169
Феликс Зинько
29598