для Леши Тимошенко
Астрономы обнаружили уникальную экзопланету - удостоившуюся эпитета "инфернальная". Находится она у похожей на Солнце звезды в созвездии Рака, в 40 световых годах от Земли.
Твердые планеты, превосходящие Землю размерами, обычно называют "Суперземлями". Их известно сравнительно немного на фоне газовых гигантов вроде Юпитера и Сатурна, потому каждое новое небесное тело в этой категории привлекает повышенное внимание ученых. Отчасти из-за надежд на обнаружение аналога нашей планеты, отчасти из-за стремления понять секреты происхождения землеподобных миров. Планета, пока что проходящая под обозначением Рака 55 e описана исследователями из Австрии, Канады и США в статье для журнала Astrophysical Journal Letters - и для ученых скорее важны ее общие характеристики, чем потенциальная обитаемость. Об обитаемости тут речи не идет, скорее наоборот - столь же неприятный мир найти будет непросто.
Планету Рака 55 е можно смело называть объектом нетривиальным. Это внушительных размеров (примерно на 60% больше Земли) тело с плотностью около 11±3 грамма на сантиметр кубический! Если сухие цифры не впечатляют, напомним: свинец имеет плотность 11,34 грамма на сантиметр кубический!. Сталь (7,7-7,9) уже со значительной вероятностью выпадает из перечня подходящих материалов, а средняя плотность нашей планеты и вовсе равна примерно 5,5 гм/кубический сантиметр. Впрочем, как считают ученые, вряд ли стоит говорить о свинце или тем более обедненном уране - практически чистое железо с никелем, спрессованное гравитацией, вполне может дать требуемые значения плотности, так как указанные во всех справочниках значения для железа и его сплавов верны лишь при нормальных условиях, но никак не в ядре планеты. На графике ниже самая нижняя кривая соответствует как раз планетам, почти полностью сформированным из железа, а самая верхняя, оранжевая, характерна для водородных гигантов.
Как может выглядеть сверхплотный мир? Серые равнины, тянущиеся до непривычно далекого горизонта, или коричнево-красные из-за оксидов железа горы? Ознакомление с трудом международного коллектива астрономов позволяет представить нечто совершенно иное - и скорее напрашивающееся на страницы научной фантастики. Ибо даже солидная статья для почтенного журнала содержит эпитет "инфернальный" сразу же после указания климатических условий. Если, конечно, это еще можно назвать "климатом"! Для климата необходима хотя бы атмосфера, а вот ее-то как раз у Рака 55 е и не ожидается - все, согласно предварительным оценкам, должно было улетучиться под действием температур вплоть до 2 тыс. градусов Цельсия.
Это не опечатка - из-за близости планеты к звезде температура там действительно составляет две тысячи градусов Цельсия. Расстояние до светила намного меньше, чем у Меркурия, - и в черном небе висит огромный сияющий шар, превосходящий видимое с Земли Солнце в 3600 раз по своей яркости. Свет, под которым мгновенно бы вспыхли все горючие материалы и который способен сжечь сетчатку даже случайным отблеском, падает на океаны жидкого металла - эпитет астрономов вполне уместен! Если вам так не кажется, то укажем еще на один факт - звезда спектрального класса G, как и Солнце, создает мощнейшие потоки ионизирующего излучения. Здесь, под прохладной земной атмосферой и под прикрытием магнитного поля, эта космическая радиация никому, кроме физиков, особо не интересна, но Рака 55 е вполне может даже при пониженной активности светила дать фору ядерному реактору.
Картину ада дополняет трехкратная сила тяжести по сравнению с Землей - но на фоне перечисленных факторов лишние 150 кг веса в расчете на одного человека уже мелочи. Вопросы об обитаемости планеты тут даже не ставятся и единственное "послабление" этому миру может заключаться в его синхронизации со светилом. Из-за гравитационного взаимодействия Рака 55 е могло развернуть одной стороной к звезде и тогда в одном полушарии будет вечный день, а в другом - вечная ночь. Под небом, над которым никогда не появляется беспощадное солнце, будет по-прежнему плескаться светящийся от нагрева жидкий металл, а другая сторона тем временем нагреется еще сильней, до 2700 градусов Цельсия.
Вопросы и ответы:
- Как мог сформироваться металлический мир? Почему другие планеты все-таки состоят из скал или даже газов, как Юпитер?
- Расчеты показывают, что вблизи светила все легкие газы просто не удерживаются на поверхности растущей планеты. Чем ближе к звезде, тем больше вероятность того, что в итоге из исходного материала останутся только самые тяжелые компоненты. Впрочем, это не абсолютное правило, есть и вращающиеся вплотную к светилам газовые гиганты.
- Почему железо? А не медь, уран или вольфрам? Может, там ядро из платины, а сверху обычные камни, средняя плотность как раз будет такая? Почему не может быть планеты с платиновым ядром? Или целиком из, к примеру, иттербия?
- Ядерные реакции в звездах сначала превращают водород в гелий, а потом начинается синтез все более тяжелых ядер - бор, углерод, кислород и так далее. Чем дальше, тем менее выгодна реакция и на железе все прекращается: в недрах светил синтезировать более тяжелые металлы просто так нельзя. Лишь во время вспышек сверхновых достигаются условия, когда синтезируются те элементы таблицы Менделеева, что расположены за железом. Золото и серебро ювелирных украшений, медь проводов и уран в реакторах - подарки сверхновых. Но железо как конечный продукт нормального горения звезд все-таки самый распространенный из металлов.
- Можно ли увидеть невооруженным глазом звезду Рака 55?
- В Москве нельзя. В местности с темным ночным небом - с трудом, но можно. Кстати, это редкий случай, обычно звезды с экзопланетами видны лишь в телескоп, отсюда и всякие невыразительные названия вроде Глизе 581 - по номеру в каталоге звезд. Естественно, планету уже нельзя увидеть даже в лучшие телескопы, ее и нашли не за счет прямого наблюдения.
- А почему не придумали названия планете?
- Экзопланет открыто уже около пяти сотен и телескоп "Кеплер" уже позволил найти свыше тысячи потенциальных кандидатов. И так-то названия все потратили на разного рода астероиды с кометами; экзопланеты обозначают по названию звезды в сочетании с буквами латинского алфавита от b и далее, в порядке открытия. Как несложно догадаться - Рака 55 е будет четвертой.
- То есть там еще минимум три планеты?
- Даже не три, а минимум четыре и еще два небесных тела пока под вопросом. Эти планеты, судя по всему, являются газовыми гигантами и одна из них даже попадает в обитаемую зону. Если у этой планеты есть спутники, на них вполне могут быть сносные условия для жизни (Пандора, место действия фильма "Аватар" - как раз спутник газового гиганта).
- А как нашли все эти экзопланеты, если их не видно в телескопы?
- Наблюдая за изменениями яркости звезды. Когда мимо звезды проходит вращающаяся вокруг планета, ее яркость немного падает. Если проводить достаточно точные измерения достаточно долгое время, можно вычислить и массу планет, и их расстояние до звезды.
- Контекст