Лев Шильник - Космос и хаос. Что должен знать современный человек о прошлом, настоящем и будущем Вселенной
Если облако Оорта уподобить дальнему Подмосковью, то пояс Койпера, лежащий на расстоянии от 30 до 100 астрономических единиц от Солнца, будет Подмосковьем ближним. По оценкам специалистов, он может насчитывать сотни тысяч или даже миллионы ледяных и каменных глыб самого разного размера. Тандем Плутон – Харон тоже угодил в число объектов пояса Койпера, лишившись статуса классической планеты, о чем мы в свое время уже писали. Причиной тому стали малые размеры девятой планеты (диаметр Плутона всего-навсего 2300 километров, в полтора раза меньше, чем у Луны) и особенности ее орбиты (выраженный эксцентриситет и заметный наклон к плоскости эклиптики).
Серьезные проблемы у Плутона начались в 2003 году, когда группа американских астрономов во главе с Майклом Брауном обнаружила в поясе Койпера довольно яркий объект, получивший каталоговый номер 2003UB313. В 2005 году удалось рассчитать его орбиту и вычислить размеры новой планеты. Оказалось, что она движется по чрезвычайно вытянутой орбите и сегодня находится в точке максимального удаления от Солнца, на расстоянии 97 астрономических единиц. А вот когда она достигнет перигелия, то будет располагаться втрое ближе – почти на таком же расстоянии от Солнца, как и Плутон. Правда, это произойдет еще не скоро, поскольку Зена (именно так назвал свою планету Браун, в честь героини известного сериала о женщине-воине) совершает полный оборот вокруг Солнца за 650 лет. По оценкам Брауна и его группы, диаметр Зены должен составлять около 3000 километров, что сразу же поставило Плутон в неловкое положение, ибо его поперечник значительно меньше. Вдобавок группа Брауна открыла еще два ярких объекта пояса Койпера на расстоянии 51 астрономической единицы от Солнца, лишь немного уступающих в размерах девятой планете (примерно 70 % ее диаметра).
А когда выяснилось, что поперечник Зены, возможно, определен неверно, а истинные ее размеры могут в два с лишним раза превышать диаметр Плутона, страсти и вовсе разгорелись не на шутку. С какой такой, спрашивается, стати мы должны считать его девятой и последней планетой Солнечной системы, если много дальше вокруг Солнца обращается куда более внушительное небесное тело? Не проще ли безжалостно вычистить незадачливый Плутон из дружной планетной семьи, переквалифицировав его в объект пояса Койпера? Особенно если учесть, что у Зены найден спутник, названный Габриелой в честь верной подруги отважной воительницы. В скобках заметим, что впоследствии Зену переименовали в Эриду – древнегреческую богиню вражды и раздора, урезав ее поперечник до 2400 километров. Тем не менее он все равно больше Плутона, диаметр которого составляет 2300 км. Габриелу тоже вычеркнули из святцев – сегодня она называется Дисномией. Между прочим, именно Эрида поссорила Афродиту, Афину и Геру, бросив на стол знаменитое яблоко раздора с надписью «Прекраснейшей», что привело к Троянской войне. Хорошо, что у греков было так много богов...
В начале 2004 года американский космический телескоп «Спитцер» отыскал в поясе Койпера еще одну планету, которая сейчас находится в 13 миллиардах километров от Солнца, то есть вдвое дальше, чем Плутон. Как и Зена-Эрида, она движется по безбожно растянутому эллипсу, совершая один оборот вокруг Солнца за 10 500 лет. Ее афелий (точка максимального удаления) должен лежать в 130 миллиардах километров от нашего светила, что составляет около 900 астрономических единиц, поэтому размеры пояса Койпера следует, по всей видимости, увеличить как минимум на порядок. Новую планету назвали Седной – в честь эскимосской богини океана и повелительницы морских животных, а ее диаметр оценивается в 1800 километров. Среди других находок «нулевых» годов есть еще несколько примечательных объектов: планеты-карлики 2003EL61 и 2003FY9, почти не уступающие Плутону в размерах, и Квавар с поперечником около 1300 километров (Квавар – это божество-созидатель у индейцев племени Тонгва). Первая из этих планет имеет форму эллипсоида вращения и путешествует в сопровождении двух спутников.
Пояс Койпера загадал астрономам немало загадок. Например, выяснилось, что он не редеет постепенно, как полагал его первооткрыватель, а резко и неожиданно обрывается на некотором – очень большом – расстоянии от Солнца. По мнению специалистов, подобное «усекновение» объясняется взрывом сверхновой звезды неподалеку от нашего светила, в результате чего вся окраинная часть газово-пылевого облака, послужившего материалом для формирования планет Солнечной системы, оказалась начисто выметенной. Первоначальное представление о поясе Койпера как о плоском диске протопланетных тел (в отличие от сферического облака Оорта) тоже, по-видимому, следует признать ошибочным. Скажем, орбита Зены-Эриды не только сильно вытянута, но и наклонена к плоскости эклиптики под углом 44 градуса, а угол наклона орбит двух других объектов пояса Койпера, открытых группой Брауна, составляет 28 градусов. А если вспомнить, что и орбита Плутона тоже лежит вне плоскости орбит всех остальных планет Солнечной системы (правда, у Плутона этот угол меньше – всего 17 градусов), то уже только по этому параметру его следует исключить из списка классических планет.
Таким образом, орбиты едва ли не всех объектов пояса Койпера наклонены к плоскости эклиптики совершенно произвольно, что решительно противоречит господствующей ныне теории образования планет Солнечной системы. Если судить по ортодоксальному сценарию, планеты рождались из плоского газово-пылевого диска, который окружал созревающую в его центре звезду – будущее Солнце. Однако новейшие наблюдательные данные неопровержимо свидетельствуют, что пояс Койпера – никакой не пояс и его нельзя рассматривать в качестве плоского диска. Скорее всего, он представляет собой сферическое образование, напоминающее гораздо более удаленное облако Оорта. Тогда наша Солнечная система, если посмотреть на нее извне, будет похожа на матрешку или луковицу: одна большая сфера (облако Оорта), внутри нее сфера поменьше (пояс Койпера) и, наконец, Солнце и восемь планет, лежащих практически в одной плоскости.
Старая теория происхождения планет такой картины не дает, поэтому в последние годы некоторые астрономы стали активно развивать принципиально иной сценарий, получивший название олигархического. В рамках этой версии главная роль отводится так называемым планетам-олигархам, которые силой своей гравитации существенно повлияли на поведение других небесных тел. После рождения Солнца, классических планет и поясов астероидов процесс формирования Солнечной системы отнюдь не завершился, а продолжал набирать обороты. Астероиды бурно росли и по пересечении некоторого предела начали энергично притягивать к себе другие тела, превращаясь в большие планеты. Сергей Ильин в статье «Бурная биография десятой планеты», опубликованной в июньском номере журнала «Знание – сила» за 2006 год, подробно излагает суть олигархического сценария.
По убеждению авторов этой новой теории, такой же процесс одновременно происходил на окраине Солнечной системы, в поясе Койпера. В результате, как показывают расчеты и компьютерные симуляции, внутри Солнечной системы должно было образоваться 20–30 объектов размером с Марс, а на окраине – примерно столько же объектов размером с Землю. При таком количестве они должны были быть достаточно близки, и это с необходимостью вызывало искажение ими орбит друг друга. Движение «олигархов» становилось хаотическим, они «вышвыривали» друг друга с устойчивых орбит, расположенных в плоскости эклиптики. Часть из них при этом вообще уходила из Солнечной системы в межзвездное пространство, становясь «бездомными» планетами, «планетарами», другие, оставшиеся, приобретали орбиты, наклоненные под самыми «дикими» углами к плоскости эклиптики, и тем самым в своей совокупности создавали сферическое облако диаметром в 1000 астрономических единиц, а то и более. В этом облаке, таким образом, должны по сей день существовать не только «малые планеты» типа Плутона или 2003UB313, но и некоторые из уцелевших «первичных олигархов». Сторонники такого сценария надеются, что создаваемые сейчас телескопы, предназначенные для целей своевременного предупреждения Земли об астероидной опасности, позволят параллельно произвести систематический поиск таких «олигархов» и найти «десятую, одиннадцатую, двенадцатую и так далее» планеты величиной с Землю или даже больше.
Ну что ж, поживем – увидим...
А как обстоит дело с планетами возле других звезд? Ведь если наше Солнце, представляющее собой заурядную желтую звезду спектрального класса G, сумело обзавестись внушительным семейством из восьми классических планет и десятков тысяч разномастных астероидов и планет-карликов, то логично предположить, что у других звезд тоже могут быть свои собственные планеты. А поскольку главным пристанищем жизни во Вселенной являются именно планеты (во всяком случае, так склонны думать большинство биологов), поиск внесолнечных планет приобретает особую актуальность. Правда, вывод о непременной «привязке» жизни к поверхности планет сделан на основе нашего весьма скудного опыта (жизнь известна нам в одном-единственном земном варианте), но гадание на кофейной гуще еще менее плодотворно. Конечно, вполне вероятно, что жизнь может зародиться даже в межзвездной среде (в свое время английский астрофизик Фред Хойл написал на эту тему фантастический роман под названием «Черное облако»), однако подобная гипотеза будет еще более спекулятивной. С планетами все же как-то яснее – тому примером наше собственное существование. Поэтому если мы хотим знать, насколько распространена жизнь во Вселенной, следует сначала разобраться с планетными системами у других звезд.
