Фабрика планет. Экзопланеты и поиски второй Земли

В момент ее открытия в 2007 г. Глизе 581 c была экзопланетой с самой маленькой массой за всю историю наблюдений. Хотя орбита ее пролегает практически по внутренней границе зоны умеренных температур, среди астрономов нашлись оптимисты, которые предположили, что планета может быть укрыта слоем отражающих облаков, защищающим ее от чрезмерного нагрева. Согласно расчетам, чтобы средняя температура на поверхности Глизе 581 c, которая по всем остальным параметрам похожа на Землю, не поднималась выше 20 °C, в ее текущем местоположении защитный слой должен отражать 50% излучения звезды. Если Земля отражает всего лишь около 30% солнечного света, облака на Венере не пропускают 64% добравшихся до них лучей. Поэтому цифра 50% не показалась исследователям чем-то невозможным, что позволило им провозгласить Глизе 581 c в статье об ее открытии «самой похожей на Землю из всех известных экзопланет». Это было смелое заявление, но может ли горстка облаков делать Глизе 581 c серьезным претендентом на статус пригодного для жизни мира? К сожалению, все говорит об обратном.

Первая проблема — месторасположение планеты. Даже с поправкой на слабое тепловое излучение красного карлика Глизе 581 c все равно находится слишком близко к своей звезде — ближе, чем Венера к Солнцу. Даже если облака на Венере обладают отражающей способностью, это не делает атмосферу планеты, порожденную мощнейшим парниковым эффектом, менее удушающей.

Масса планеты еще больше усугубляет ситуацию. Будь строение Глизе 581 c таким же, как у Земли, при массе 5,5 массы Земли ее радиус должен был бы составлять 1,5 радиуса нашей планеты. В этом случае она оказывается точно на границе между планетой земного типа и газовым мининептуном. Но даже если у нее твердая поверхность, из-за создаваемой большой массой сильной гравитации вокруг нее должна была бы сформироваться толстая атмосфера. Такая атмосфера отлично удерживает тепло, поэтому температура поверхности должна быть намного выше даже той, что могла бы быть на краю зоны умеренных температур. Более сильная гравитация также означает большую вероятность сохранения первичной водородно-гелиевой атмосферы, представляющей собой сухой никчемный хаос.

Если и после этих возражений у кого-нибудь возникло бы желание провести отпуск на Глизе 581 c, стоит упомянуть еще одно обстоятельство: близость планеты к звезде указывает на высокий риск приливного захвата. Как и покрытый лавой мир CoRot-7 b, в случае попадания в приливный захват Глизе 581 c оказалась бы разделена на дневную и ночную стороны, то есть она всегда была бы повернута к жару звезды одной стороной. На таких «расколотых» мирах затруднено перераспределение тепла по всей поверхности. Из этого не обязательно следует, что планета представляет собой бесплодную пустыню, но громадная разница температур вряд ли способствует развитию жизни. В совокупности перечисленные факторы являются достаточно вескими, чтобы исключить Глизе 581 c из списка серьезных претендентов на роль пригодных для жизни.

В отличие от Глизе 581 c, основная проблема при оценке жизнепригодности планет Глизе 581 d и Глизе 581 g заключается в отсутствии убедительных доказательств их существования. Через две недели после объявления об открытии Глизе 581 f и Глизе 581 g их существования было подвергнуто сомнению на встрече Международного астрономического союза в Италии. В ходе новых наблюдений удалось подтвердить присутствие только планет b, c, d и e — обнаружить четко различимые признаки планет f и g исследователям так и не удалось. Выделить в колебательных движениях звезды ритмичные скачки, вызванные взаимодействием с несколькими обращающимися вокруг нее планетами, — задача непростая. Особенно если речь идет о красных карликах, тусклых и, как правило, отличающихся строптивым характером. А ведь даже незначительные возмущения на огненной поверхности звезды способны привести к ошибке при наблюдении.

С отсутствием Глизе 581 f астрономы смирились, но за Глизе 581 g они решили побороться. Дальнейшие исследования не позволили дать однозначный ответ на вопрос о том, существует ли эта планета на самом деле, или же она — всего лишь призрак. Если она существует, то совершенно точно находится в пределах зоны умеренных температур. Более того, с массой, превышающей массу Земли всего лишь в три раза, у Глизе 581 g было бы намного больше шансов оказаться каменистой планетой, чем у Глизе 581 c. Когда до осуществления заветной мечты о пригодной для жизни планете оставался всего один шаг, каждый хотел, чтобы существование Глизе 581 g подтвердилось.