Удивительная астрономия - Дмитрий Брашнов

Царство коричневого карлика

Самые легкие звезды в Галактике относятся к красным карликам. Они весят в 10 раз меньше Солнца. Однако ни один астроном не сомневается, что красный карлик – это все-таки звезда, пусть и худосочная. В середине 1990-х годов на небе были замечены загадочные «черные призраки», обладавшие значительными размерами и внушительной силой притяжения. Чтобы развить такую силу, требовалось иметь массу в десятки раз больше массы Юпитера, но в то же время в сто раз меньше массы Солнца. Что же это? Планеты или звезды?

Сегодня стало ясно, что странных призраков, а точнее коричневых карликов, нельзя причислить ни к тем, ни к другим. Скажем так: коричневый карлик – это несовершенная звезда. Он очень плохо рос, отчего не дотянул до той массы, при которой в ядре небесного тела протекают постоянные термоядерные реакции, то есть реакции превращения атомов, дающие свет и тепло. Вот почему коричневые карлики не светят и не греют, вот почему они черны.

Отличить их от звезд иногда бывает довольно сложно, но у астрономов есть пара секретов на такой случай. Прежде всего в спектре коричневого карлика хорошо заметен след присутствия на этом небесном теле металла лития. Этот металл широко используется людьми в промышленности, например для изготовления электрических батареек. Литий очень редко встречается на звездах, поскольку легко там разрушается. Он больше типичен для планет и коричневых карликов.

Так, с помощью литиевого теста была проверена принадлежность к коричневым карликам Тейде 1, как назвали самый первый объект этой группы, обнаруженный учеными в 1995 году в скоплении Плеяды. Свое название карлик получил в честь острова в составе Канарского архипелага: там находится обсерватория, с которой велось наблюдение за этим космическим телом.

Второй отличительный признак – обилие на многих карликах газа метана. На звездах метан не накапливается из-за их жара. Карлики сравнительно холодны, поэтому жадно накапливают метан в своих атмосферах. Первый метановый карлик, найденный астрономами, – это Gliese 229B, обращающийся вокруг звезды, красного карлика Gliese 229A в 20 световых годах от Земли. Этот объект, как и предыдущий, открыли тоже в 1995 году.

Коричневый карлик рядом со звездой Gliese 229A

Метановая атмосфера карликов очень плотная и содержит густой облачный слой. Через этот слой никогда не проникают лучи звезд. Облака на карлике находятся в постоянном движении, их гонят неистовые ветры. Здешнюю атмосферу немилосердно штормит, причем без передышки. Хорошей погоды на коричневом карлике не бывает никогда. Впрочем, будущим звездоплавателям незачем бояться местных ураганов – ведь свой корабль люди все равно никогда не посадят на коричневый карлик. Его сила тяжести настолько чудовищна, что несчастные погибнут в ее тисках, прежде чем звездолет превратится в груду обломков. Вот почему космическим путешественникам придется обходить карликов стороной.

...

Коричневые карлики явно не желают мириться со своим «низким» статусом и активно обзаводятся газопылевыми облаками, в которых протекает формирование планет. Так, в созвездии Хамелеона целая группа карликов «выращивает» вокруг себя собственные планетные системы.

Гораздо сложнее отличить коричневого карлика от планеты. Наука слишком мало знает о загадочных «негорящих звездах», чтобы провести четкую границу между ними и настоящими планетами-гигантами. На галактической карте найдется немало таких «белых пятен» и вопросительных знаков.

Например, загадочный спутник звезды HD 114762, открытый еще в 1988 году. Тогда полагали, что таинственное тело – карликовая звезда. У многих звезд есть звезды-спутники. Такие странные союзы называются двойными звездами . К примеру, одно из ярчайших светил нашего небосвода Сириус сопровождает звезда из класса белых карликов под названием Сириус В. Это крохотный объект, совершенно невидимый невооруженным глазом. Нередко в системе двойной звезды оба светила оказываются довольно крупными и яркими. Кроме того, ученым известны совершенно фантастические «содружества» из трех и даже четырех звезд.

Вот почему наличие массивного спутника у HD 114762 никого не удивило. Однако более точные замеры, проведенные уже в наши дни, показали, что загадочное тело по массе в 11 или максимум в 13 раз тяжелее Юпитера. То есть перед нами уж точно не звезда. Но можно ли считать подобную махину планетой? Пока астрономы осторожно относят этот объект к коричневым карликам.

В честь кого это назвали?

Облако Оорта . Названо в честь Яна Оорта (1900–1992), нидерландского астронома, доказавшего вращение Галактики и объяснившего происхождение комет.

Плутон . Название планеты было выбрано так, чтобы, не выбиваясь из мифологического ряда, оно включало в себя также инициалы американского ученого Персиваля Лоуэлла (1855–1916), который вычислил орбиту этого ТНО.

Обитаемые спутники

Легенда о Пандоре

Тысячи людей во всем мире, посмотрев фантастический кинофильм «Аватар», мечтают поселиться или хотя бы один разок побывать на планете Пандора. Конечно, Пандора придумана голливудскими сценаристами. Но вдруг в Галактике найдется место, очень на нее похожее?

Оказывается, найдется. Изучение Солнечной системы показало, что все планеты-гиганты непременно окружены огромным скоплением спутников. Например, у «короля планет» Юпитера в свите состоят, по самым последним подсчетам, 66 спутников. Это больше, чем у всех остальных планет Солнечной системы, как и полагается для такого великана. Армия Сатурна насчитывает чуть меньше – 62 спутника. Значительно меньше их у Урана, число его спутников равно 27. И совсем мало у Нептуна, семейство которого насчитывает всего 13 спутников.

Спутники планет-гигантов имеют различные размеры. Есть среди них крохотные астероиды длиной менее сотни километров. Но есть и огромные тела – вроде Титана или Ганимеда. Так, у Ганимеда, который является самым крупным спутником в Солнечной системе, радиус достигает 2634 км (против 1737 км у Луны), а масса в 2 раза превышает лунную и составляет 148 190 квадриллионов тонн.

Подобные суперлуны на языке науки называются планемо (см. главу 2). Напомним, что планемо – это исполинский спутник, который по своим размерам, форме, строению и прочим природным свойствам более похож на планету земной группы, такую как Меркурий или Марс. Здесь удобно основывать космические базы и даже строить целые города с ракетодромами, заводами, шахтами, больницами и лагерями отдыха. Поселения на самых дальних от Солнца планемо (особенно на Тритоне) в будущем могут стать плацдармом для подготовки и запуска межзвездных экспедиций.

Солнечная система насчитывает 19 спутников-планемо. К их числу относится и наша Луна, занимающая по своим размерам почетное пятое место. Трудно поверить, но такая привычная Луна является настоящим «небесным мамонтом», уступая первенство лишь Титану и трем из четырех галилеевых (см. далее) спутников Юпитера. Конечно, рядом с Нептуном или тем более Сатурном наш сателлит покажется крошечным, но в сравнении с Землей Луна несоразмерно велика. Поэтому некоторые астрономы даже говорят о Земле и Луне как о двойной планете .

Тритон (вид из космоса)

Таблица 3

Крупнейшие планемо Солнечной системы (в порядке убывания размеров)

Если верить фильму, Пандора по своим параметрам очень похожа на Землю. Значит, масса такого спутника должна достигать 5–6 секстиллионов тонн. Удержать возле себя подобное тело может лишь очень большая планета. Кроме того, заселенный спутник должен получать достаточно тепла и света от своей звезды. Юпитер слишком далек от Солнца, поэтому его спутники не избалованы ни тем, ни другим. Вот мы и пришли к выводу, что подобная Пандоре планета – это спутник гиганта, превосходящего Юпитер примерно в 2 и более раз и обращающегося на расстоянии 1–2 астрономических единиц от своего солнца.

Существуют ли подобные объекты в нашей Галактике? Здесь нас ожидает приятный сюрприз. Ученые нашли несколько планетных систем, которые определенно станут первоочередной мишенью во время будущих поисков загадочной Пандоры. Познакомимся с ними поближе.

В первую очередь стоит направить звездолеты в созвездие Стрельца, где на расстоянии 19 тысяч световых лет от Земли находится безымянная пока звезда, у которой имеется лишь скучный номер – OGLE-2003BLG-235L. В 2004 году стало известно, что вокруг этой звезды на расстоянии примерно 4,3 астрономической единицы обращается довольно крупная планета, в 2,6 раза превосходящая по массе Юпитер.

Вокруг такого великана наверняка обращается хотя бы один спутник, по размерам сопоставимый с Землей. Этот спутник получает чуть меньше тепла и света, чем наша планета. Ведь он сравнительно далеко находится от своего светила, которое относится к классу оранжевых звезд, а значит, имеет температуру поверхности всего +4000 °C. И тем не менее лучистой энергии на поверхность этого объекта поступает достаточно, чтобы планету покрывала всевозможная растительность. К тому же нельзя забывать, что планеты-гиганты обладают собственным тепловым излучением, так что этот предполагаемый спутник согревается как бы с двух сторон.