Знание-сила, 2004 № 07 (925)

Последнее десятилетие минувшего века стало временем повышенного интереса к планетам Солнечной системы и других звездных систем, что привело к выдающимся достижениям в их исследовании. Космические аппараты были успешно отправлены ко многим солнечным планетам и даже к кометам и астероидам; за пределами нашей системы обнаружены свыше ста «экзопланет» того же типа, что газовые гиганты Юпитер и Сатурн, а на одной из них удалось заметить атмосферу. Планетарная астрономия, в особенности после недавней удачной высадки автоматов на Марс и вероятного открытия десятой планеты Солнечной системы, привлекла к себе пристальное внимание. Настолько, что отодвинула на второй план не иссякающий лоток известий об уникальных исследованиях звезд, галактик, да и Вселенной в целом. Но не стоит забывать: изучение космоса идет столь широким фронтом, что порой нельзя отделить друг от друга объекты наших наблюдений. К примеру, именно релятивистская астрофизика, занимающаяся нейтронными звездами и черными дырами, привела к первым результатам в обнаружении в несолнечных планет, которые и были открыты вблизи пульсаров — сильно намагниченных нейтронных звезд.

Поэтому наш разговор о сегодняшнем состоянии дел во все раздвигающем свои границы «планетном королевстве», о массированной атаке человечества на космос не сможет обойти и сопредельные астрономические сюжеты. Один из них, несомненно, мотивирующий наши устремления, — это поиски жизни во Вселенной. Однако развить его мы обещаем несколько позже — в ближайших номерах журнала.

Египет

Михаил Вартбург

Загадки внесолнечных планет

Долгое время в науке господствовал взгляд, что планеты — очень редкое явление в космосе. Такой взгляд навязывала, например, теория происхождения планет английского астронома Джинса. По Джинсу, планеты Солнечной системы образовались из струи вещества, вырванной из Солнца случайно проходившей поблизости звездой. Струя эта была тоньше в начале, толще посредине и заканчивалась опять утоньшением, что объясняло, почему самые близкие и самые далекие солнечные планеты малы по массе и размеру, а центральные — это газовые гиганты. Сближение звезд — ситуация не только случайная, но и крайне редкая (во всяком случае, в наших регионах Млечного Пути), и поэтому образование планет, по теории Джинса, тоже оказывалось крайне редким событием. И действительно, вплоть до 1992 года ничто не указывало, что какие-либо другие звезды обладают такими же планетными семьями, как наше Солнце. Можно лишь удивляться стойкому оптимизму энтузиастов 5ЕТ1, которые и в этих обстоятельствах продолжали твердить, что внесолнечные планеты существуют.

Ситуация изменилась, когда в 1992 году Алекс Волчан обнаружил одну или несколько планет вблизи одного из пульсаров. Пульсар слегка менял свое положение, видимо, в результате гравитационного воздействия одного или нескольких невидимых объектов. Параметры колебаний позволили Волчану определить совокупную массу этих объектов, которая оказалась много меньше звездных масс, но зато в пределах масс одной очень крупной планеты или нескольких поменьше.

Это открытие проложило путь к регулярному поиску невидимых планет по их гравитационному воздействию на свои звезды, и спустя всего три года такой поиск увенчался выдающимся успехом. В 1995 году Майор и Квелоз, работая в Женевской обсерватории, открыли планету около содниеподобной звезды, именуемой в каталоге «51-я в созвездии Пегаса». Еще несколько месяцев спустя Марси и Батлер открыли свой «планетарный счет», обнаружив планету возле 70-й звезды созвездия Девы (сегодня на счету Марси и Батлера свыше 60 найденных планет). К ноябрю 2003 года полный список открытых астрономами внесолнечных планет достиг 119! Все они обнаружены около ближайших к нам звезд. Сегодня можно уже с уверенностью сказать, что планеты — не редкое, а весьма распространенное явление. Они наверняка будут обнаружены и возле более далеких звезд, как только это станет практически возможно. Но для этого нужно преодолеть серьезные трудности.

Прямое наблюдение внесолнечных планет затруднительно. Планеты светятся только за счет отраженного ими света своей звезды, и это их излучение (например, в Солнечной системе) в миллиард раз меньше, чем излучение самой звезды. Свет звезды попросту затмевает свечение планеты. Да и тепловое (инфракрасное) излучение планеты тоже слабее всего, что могут уловить существующие приборы.

Самым обнадеживающим методом представляется так называемое интерферометрическое погашение звезды. Если наблюдать одну и ту же звезду сразу в два телескопа и потом свести оба изображения вместе, то в двух разных лучах они погасят друг друга. Тогда излучение планеты, если она есть, четко обозначится на темном фоне. Разумеется, так просто бывает только в научно-популярных изложениях, а так хорошо — только в научно-фантастических романах, но первая практическая попытка использования этого метода уже была предпринята в ноябре 2003 года группой Хинца на чилийском телескопе Магеллан. И хотя затемнение звездного света в этой попытке было всего 95 процентов, тем не менее астрономам удалось обнаружить темный кольцевой «ров» в газопылевом диске, окружающем звезду, что, по нынешним представлениям, свидетельствует об идущем там образовании планеты — газового гиганта в несколько раз тяжелее Юпитера примерно на таком же расстоянии от звезды, как Сатурн от нашего Солнца.

Этот успех — хорошая новость для европейского и американского космических агентств, которые планируют запустить (в 2005 и 2010 годах) два проекта интерферометрического поиска планет: «Дарвин», иначе именуемый 81М (8расе 1п1ег!еготе(гу М18$юп, или «Космический интерферометрический зонд»), и ТКР (Тегге81па1 Р1апе1 Ртёег, или «Искатель землеподобных планет»), каждый из которых будет способен затемнять свет звезды в миллион (!) раз. «Дарвин» представляет собой систему из шести орбитальных телескопов, интерферометрическая связь которых должна позволить различать около ближайших звезд объекты всего лишь в несколько раз больше Земли. Четыре больших зеркала ТКР будут размещены по углам квадрата размером с футбольное поле, позволяя различать землеподобные планеты даже на расстоянии 50 световых лет, а его спектрометр позволит анализировать атмосферу этих планет главным образом на наличие озона, метана и кислорода.

Сегодня можно уже с уверенностью сказать, что планеты — не редкое, а весьма распространенное явление.

Они наверняка будут обнаружены и возле более далеких звезд, как только это станет практически возможно.

Но все это, разумеется, дело будущего. Однако уже сегодня суммарные данные о первых 119 внесолнечных планетах позволяют сделать некоторые обобщения. И первым из них является сам факт открытия такого множества планет. Как пишут Марси и Батлер, планеты-гиганты обнаружены у 5-10 процентов обследованных звезд типа Солнца (или близкого к этому типу), и можно думать, что такое же соотношение сохранится в дальнейшем. Это означало бы, что в нашей галактике могут существовать сотни тысяч и даже миллионы планет. Такой вывод подкрепляется также новыми теоретическими представлениями о механизме образования планет, выдвинутыми для объяснения странных свойств тех, что уже обнаружены. Надо сказать, что эти свойства оказались и в самом деле весьма неожиданными.

Все или почти все новооткрытые планеты или планетные семейства демонстрируют резкое отличие от планет Солнечной системы и от нее самой. Только в единичных случаях были обнаружены планеты, обращающиеся по круговым или почти круговым орбитам на достаточном удалении от своей звезды, сравнимом с удалением планет Солнечной системы от Солнца. В остальном это либо круговые орбиты, проходящие на необъяснимо близком расстоянии от звезды и требующие невероятно быстрого обращения планеты вокруг этой звезды (а ведь речь идет о газовых гигантах типа Юпитера!), либо резко эксцентрические орбиты, появление которых противоречит всем прежним взглядам на процесс образования планет.

Согласно этим взглядам, сменившим ныне отброшенную теорию Джинса, солнечные планеты образовались из того же протозвездного газопылевого диска, из которого образовалось Солнце, в то же время и примерно за тот же срок. И действительно, наша Земля и другие солнечные планеты — того же возраста, что Солнце. Различие между большими и малыми планетами, между газовыми гигантами с небольшим твердым ядром и твердыми, скалистыми шариками вроде Земли и Марса связано в этой теории с тем, что большие планеты сформировались в центральной части облака за счет постепенного налипания огромной массы газа на первичное ледяное ядро, а малые планеты сложились в самой близкой и самой далекой его частях, более бедных веществом, за счет многократных столкновений и слияний «планетных зародышей» («планетозималей»).

Поскольку твердые пылевые частицы облака содержали тяжелые химические элементы, в том числе и радиоактивные, которые осели затем в ядрах твердых планет, разогрев этих планет был вторичным, последующим явлением, вызванным процессами радиоактивного распада, идущими в их недрах. В такой картине планетообразования орбиты всех планет должны быть циркулярны и лежать в одной плоскости, поскольку первичное облако представляло собой вращающийся вокруг вертикальной оси плоский диск с утолщением в центральной части.

В случае новооткрытых внесолнечных планет эта теория планетообразования резко противоречит наблюдаемым фактам и не может дать им объяснения. Эти загадочные факты требуют новых теоретических представлений.

Список наших загадок, в сущности, сводится к одному-единственному вопросу: почему?

Почему, как сформулировал калифорнийский астроном Дж. Лафлин, все найденные на данный момент внесолнечные планеты распадаются на три неравные по численности группы:

«горячие Юпитеры» — те газовые гиганты, которые вращаются почти рядом со своей звездой и чья поверхность из-за этого имеет температуру раз в десять выше, чем на Юпитере;

«эксцентрические гиганты» — те планеты-гиганты, что обращаются по очень вытянутым эллипсам;

«долгопериодические малоэксцентрические Юпитеро-Сатурны»?

В нашей галактике могут существовать сотни тысяч и даже миллионы планет.

Типично ли такое деление? Не означает ли оно, что наша Солнечная система — а с нею и земная жизнь — космическая редкость или даже уникум?

За те девять лет, что прошли со времени открытия первой внесолнечной планеты, этот вопрос получил множество различных объяснений. Как и в добрых старинных английских романах, судьбу планет-гигантов во многом определяют обстоятельства их рождения. А эти обстоятельства, в свою очередь, — предмет рассмотрения сразу двух конкурирующих теорий. В одной из них главным механизмом рождения планеты-гиганта объявляется постепенное, медленное приращение его твердого ядра, и поэтому она называется «теорией приращения», а во второй — неожиданно возникающая нестабильность газопылевого диска, из которого рождается планета, и потому эта теория коротко называется «теорией нестабильности».

По «теории приращения», система с газовыми гигантами вроде нашей Солнечной — это космическая редкость, а по «теории нестабильности», такие планетные системы, как Солнечная, являются типичным результатом одновременного интенсивного зведообразования. Понятно, что первый вывод уменьшает, а второй, напротив, подкрепляет надежду встретить в космосе другие планетные системы, подобные нашей, а в них — и другую жизнь.

Эти теории объясняют, однако, лишь появление внесолнечных планет третьей группы, которые Лафлин назвал «долгопериодическими малоэксцентрическими Юпитеро-Сатурнами». По этим теориям, такие планеты рождаются в центральной части газопылевого диска и должны вращаться, как и он, по круговой (или почти круговой) орбите в приличном отдалении от своей звезды. Откуда же тогда берутся гиганты, которые крутятся, как безумные, почти вплотную к своим звездам, разогреваясь в десятки раз сильнее Юпитера, или, напротив, уходят далеко-далеко по узким вытянутым эллипсам, похожим, скорее, на орбиты комет, а не планет?

По этому поводу тоже было выдвинуто много разных гипотез. Замечательная «Энциклопедия внесолнечных планет» перечисляет как минимум пять.

В любом случае, и это самое важное, гигантские протопланеты не остаются в том месте, где они образовались. Они начинают «мигрировать», то есть перемещаться по диску. Эта миграция может быть направленной внутрь диска или наружу, к его периферии. Она может также быть хаотической, когда несколько массивных планет совершают сложный гравитационный танец друг вокруг друга.

Конечные результаты всех этих миграций тоже могут быть самыми разными. В одних случаях планета оказывается вблизи своей звезды и становится «горячим Юпитером». Ее движение замедляется гравитационными приливными силами звезды. Постепенно тормозясь, планета может перейти на спиральную траекторию и в конечном счете упасть на звезду и сгореть в ее недрах. Впрочем, компьютерные модели показали, что есть и другая возможность: в некоторых благоприятных случаях приливные взаимодействия планеты и звезды могут надолго стабилизировать орбиту горячего Юпитера почти вплотную к звезде.

Кто знает, не являются ли горячие Юпитеры «типа 51-й Пегаса», замеченные земными телескопами, теми обреченными, которых астрономы обнаружили на последнем этапе их жизни в процессе падения на звезду? А может, это те горячие гиганты, которым удалось стабилизироваться на близкой орбите, те счастливчики, которым повезло? Может, и наш Юпитер — такой случайный счастливчик, а до него несколько других околосолнечных гигантов уже исчезли в солнечных недрах? Все эти гадания стали вдруг до жути осязаемыми, когда совсем недавно земные телескопы зарегистрировали, что прежде тусклая звезда в созвездии Единорога вдруг Трижды подряд вспыхнула в сотни тысяч раз ярче Солнца. По мнению астрономов, эти вспышки как раз и были результатом последовательного проглатывания звездой трех своих ближайших планет-гигантов (впрочем, в данном случае в результате «распухания» самой звезды).

Результаты хаотических блужданий гигантов в планетной системе могут быть не менее трагическими, даже если эти планеты не кончают жизнь в недрах своих звезд. В лучшем случае они существенно меняют место жительства, порой устраиваясь в конце концов довольно далеко от места рождения. Так, недавно в журнале «8с1епсе» были опубликованы результаты расчета астрономов Левисона и Морбиделли, которые показали, что наш Нептун родился значительно ближе к Солнцу, чем находится сейчас, и что его нынешнее положение — результат постепенной миграции наружу. Более того, те же расчеты приводят к выводу, что Нептун двигался на периферию Солнечной системы не в одиночестве, а толкая перед собой огромную массу твердых глыб, успевших образоваться рядом с ним, и эти глыбы, вытолкнутые за пределы орбиты нынешнего Плутона, образовали там нынешний «Пояс Койпера» (одним из ближайших представителей которого являются сам Плутон и его спутник Харон, а также недавно открытые астрономами 200 с лишним койперовских ледяных обломков; всего их, как считается, миллионы).

Ну, и наконец, гравитационные взаимодействия гигантских планет друг с другом могут привести не только к изменению орбиты и к значительному смещению планеты от места ее рождения, но даже — в самых резких случаях взаимодействия — к выбросу одной или нескольких новообразующихся планет из данной системы. И действительно, несколько лет назад астрономы открыли в космосе первые «планеты-сироты», блуждающие вдали от всяких звезд, не согреваемые их светом. Сегодня таких «одиноких планет» обнаружено уже довольно много, в основном в звездных скоплениях, и это говорит, что выброс планет из звездных систем отнюдь не является редким событием.

Моделируя далекое прошлое Вселенной и, в частности. Солнечной системы, астрофизики должны хорошо представлять себе; какие химические элементы они вправе выбрать, а какие нет. В 2003 году Кэтрин Лоддерс из Вашингтонского университета составила в помощь коллегам новую периодическую таблицу элементов — так называемую космохимическую систему элементов Солнечной системы, распределив их по частоте распространения и температуре конденсации.

Собранные ею сведения о многих жизненно важных элементах, например, углероде, кислороде и азоте, заметно отличаются от прежних показателей, кочевавших из одной популярной книги в другую. Теперь они исправлены по данным последних наблюдений. Так, прежде считалось, что 15 процентов всего кислорода содержится в виде различных соединений в составе горных пород.

По уточненным данным, зто количество достигает 23 процентов. Так что для образования льда, без которого немыслимы ни кометы, ни планеты, ни луны на периферии Солнечной системы, в распоряжении природы имелось гораздо меньше свободного кислорода, чем считалось прежде. Теперь, составляя модели формирования Солнечной системы, нельзя не учитывать этот факт.

Планеты Солнечной системы, расположенные по размеру: от большой н маленькой. Самар маленькая - новооткрытая десятая планета Седна.

Нынешний год начался с крупного астрономического открытия. Американский космический телескоп «Спицер» обнаружил, по всей видимости, десятую планету Солнечной системы. Сейчас она находится в 13 миллиардах километров от Солнца и, совершая оборот вокруг него за 10500 лет, движется по очень вытянутой эллиптической орбите. Ее максимальное удаление от Солнца составляет 130 миллиардов километров. Новая планета — ее назвали Седной в честь эскимосской богини океана — располагается в так называемом поясе Койпера. Закончатся ли на этом открытия? По предположению американского астронома Джона Матезе, еще дальше от Солнца, в облаке Оорта, и должна была находиться десятая планета Солнечной системы, которой теперь суждено стать одиннадцатой.

Рафаил Нудельман

Десятая планета

Открытие далеких внесся нечных, в том числе блуждающих, «бездомных» планет, позволяет по-новому взглянуть на проблемы сравнительно ближнего космоса — Солнечной системы с ее окрестностями.

На дальних границах нашей Солнечной системы, на расстоянии от 20 до 50 тысяч астрономических единиц от Солнца (то есть в 20 — 50 тысяч раз дальше Земли), нашу систему окружает сферическое облако протопланетных тел — остатков эпохи образования Солнца и внутренних планет Это скопление называется «облаком Оорта» по имени своего первооткрывателя, голландского астронома Яна Хендрика Оорта (который, кстати, первым доказал и вращение Млечного Пути как целого).

Небольшие тела, составляющие это облако (полагают, что их там более триллиона с общей массой, примерно равной массе Юпитера!), медленно, с периодом в миллионы лет вращаются вокруг Солнца, которое оттуда выглядит как самая яркая точка на вечно темном небосводе. Сегодня считается, что именно оттуда, из облака Оорта, время от времени вторгаются в Солнечную систему некоторые из составляющих его тел — скопление каменных и ледяных обломков, из которых по мере их приближения к Солнцу и разогревания выделяется газ, образующий гигантский, направленный в сторону от Солнца хвост.

Эти хвостатые пришельцы, приходящие из облака Оорта, представляют собой одну из разновидностей комет, время от времени появляющихся на земном небосводе; это долгопериодические кометы. (Существуют также кометы короткопериодические, но они, как сегодня предполагают, приходят не из облака Оорта, а из пояса Койпера — плоского диска протопланетных тел, лежащего ближе к Солнцу, сразу же за орбитой Нептуна, на расстоянии от 30 до 100 астрономических единиц.)

Можно думать, что тела, составляющие это облако, образовались на самых ранних стадиях формирования Солнечной системы одновременно с планетами, но в силу своей малости были вышвырнуты из системы в результате столкновений (гравитационных взаимодействий) с этими планетами. Часть из них навеки покинули Солнечную систему и ушли в космос, а те, у которых не было достаточной скорости для отрыва от Солнца, стали его самыми дальними спутниками и образовали облако Оорта. Лишь некоторые из них время от времени покидают место своего обитания и почему- то устремляются по вытянутым эллиптическим орбитам к далекому Солнцу, превращаясь вблизи него в хвостатые кометы.

Что же понуждает эти обломки внезапно менять свою траекторию и переходить на другую, резко эллиптическую, приближающуюся к Солнцу на то же расстояние, что и Земля, а то и ближе, а потом снова уходящую на десятки тысяч астрономических единиц от него? Тому должна быть какая- то физическая причина, и в последние годы утвердилась мысль, что такой причиной является гравитационное воздействие далеких звезд, чуть ли не Млечного Пути в целом. Это вполне согласуется с тем фактом, что, как уже сказано, долгопериодические кометы появляются равномерно со всех сторон небосвода.

Но вот недавно на международной встрече астрономов в итальянском городе Падуе американский астроном Джон Матезе из университета штата Луизиана выступил с новой совершенно поразительной гипотезой. Он заявил, что тщательный анализ траекторий восьмидесяти двух наиболее изученных долгопериодических комет показывает, что равномерность распределения этих траекторий в пространстве чуть нарушается: примерно треть изученных комет приходят преимущественно с одной стороны, и к тому же все эти кометы (и только они) имеют атипично короткую траекторию, не уводящую их так далеко в облако Оорта, как уходят другие кометы. По мнению Матезе (подкрепленному соответствующими математическими расчетами), все перечисленные особенности лучше всего объясняются предположением, что эти атипичные кометы выталкиваются из облака Оорта в сторон}' Солнца не действием галактики как целого, а в результате столкновений со скрывающимся внутри облака Оорта огромным небесным телом — «десятой планетой» Солнечной системы! Согласно расчетам Матезе и его соавтора Даниэля Уитмайра, эта планета примерно в 1,5 — 6 раз массивнее Юпитера и обращается вокруг Солнца на расстоянии 0,4 световых года (примерно 25 тысяч астрономических единиц, что соответствует сердцевине облака Оорта), совершая один оборот за 4-5 миллионов лет.

Как легко понять, это сообщение стало главной сенсацией всей падуанской конференции. Ведь если Матезе прав и «десятая планета» действительно находится в облаке Оорта, это будет означать еще одно великое астрономическое открытие, совершенное «на кончике пера». Когда-то именно таким образом посредством чисто математического расчета была вычислена планета Нептун, а затем — находящийся за нею Плутон. Но последующие попытки такого рода давно не удавались. Тот же Матезе уже два десятка лет назад выдвинул предположение, что десятая планета («планета Х>>) находится в облаке Оорта, но тогда он полагал, что она расположена намного ближе к Солнцу, на внутренней (ближе к нам) стороне облака.

В ту пору Матезе утверждал, что именно воздействием этой планеты объясняются периодические падения на Землю больших метеоритов или комет, приводящие к столь же периодическим биологическим катастрофам, — массовому исчезновению одних видов и появлению новых. Коллега Матезе и соавтор нынешней гипотезы Уитмайр примерно тогда же выдвинул еще более дерзкую (и тоже подкрепленную математическими расчетами) гипотезу о существовании недалеко от Солнца невидимой (потому что остывшей) звезды (он назвал ее Немезидой), вместе с которой Солнце якобы образует двойную систему.

Но наша история этим не кончается — у нее есть не менее фантастическое продолжение, которое, в свою очередь, потребует проверки. Дело в том, что, согласно независимым расчетам Матезе и Мюррея, орбита этой „десятой планеты“ в облаке Оорта очень сильно наклонена к плоскости орбит всех девяти „внутренних“, а сама она обращается по своей орбите в сторону, противоположную движению всех остальных. Такая орбита неустойчива, говорят Матезе и Мюррей, никакой объект на ней не может оставаться вблизи Солнца со времен возникновения Солнечной системы, то есть 4-5 миллиардов лет.

Это значит, что „десятая планета“ появилась в нашей системе намного позже. А это могло произойти только в том случае, если изначально она представляла собой блуждавшую в космосе „бездомную“ планету, которая случайно оказалась в окрестностях нашего Солнца и в результате была им захвачена и „удочерена“. Иными словами, фантастичная по неожиданности гипотеза Матезе — Уитмайра — Мюррея неожиданно стала косвенным подтверждением не менее фантастичной по дерзости гипотезы „бездомных планет“, недавно подтвержденной их открытием.

Александр Волков

Запомните это имя: Уэбб - и посчитайте песчинки!

В 2010 году НАСА выведет на орбиту новый космический телескоп.

Он будет в сотни раз зорче Космического телескопа имени Хаббла. Он впервые разглядит внеземные планеты размером с Юпитер. И не только их.

В редакцию врываются планеты. Периодически. Первой мы радовались. Как же, планета за пределами Солнечной системы! Кто бы мог подумать? Заметили и несколько следующих. Дождались, когда число гостий станет знаменательным. Посвятили им статью "Тридцать три богатыря" (2000, № 12), хотя пушкинская строка не вполне подходила для статьи о затворницах космической дали, внезапно примеченных учеными. А визиты все продолжались. Вскоре список планет достиг полусотни. Мы перестали за ними следить. Их визитные карточки нас уже не интересовали, хотя отчеты об их пребывании на виду у светил астрономии мы получали все так же регулярно.

Радость сменилась равнодушием. В згой толпе нахлынувших к нам гостий все они казались на одно лицо. Мы немногое знали об их размерах, их положении на звездном небе и в своем околозвездном обществе. Мы замечали, как они движутся: кто-то описывает пространные эллипсы, кто-то перемещается по орбите поскромнее. В какой-то момент показалось, что внесолнечная планетология сейчас сродни наблюдениям школьника, севшего у окна: вот на заборе три галки, села четвертая, расстояние между ними равно...

Когда же наступит качественный скачок? Когда мы начнем узнавать что-то новое об этих точках, заметных пока лишь приборам? Когда люди увидят небо в планетах? Все идет к тому, что лет через шесть...

...Лет через шесть произойдет важное событие. В 2010 году НАСА планирует запустить в космос новый телескоп. Он будет назван именем Джеймса Уэбба — человека, сыгравшего важную роль в "Лунной программе" НАСА (в 1961 — 1968 годах он был администратором космического агентства).

Новый телескоп заглянет в космос в сотни раз дальше, чем Космический телескоп имени Хаббла. Его оптические характеристики поразительны: с расстояния в полтысячи километров он приметит футбольный мяч, в сорока километрах от себя разглядит любую монету в мельчайших подробностях. Площадь его зеркала в шесть раз превысит площадь зеркала хаббловского телескопа. Оно будет улавливать не только видимый, но и длинноволновый инфракрасный свет, приносимый к нам из тех областей космоса, где образовались первые звезды.

Телескоп имени Уэбба (компьютерная модель)

Телескоп имени Уэбба будет выведен на орбиту радиусом полтора миллиона километров. Эта операция продлится три месяца. Новый телескоп окажется в так называемой второй точке Лагранжа. На этой орбите он будет обращаться вокруг Солнца в том же ритме, что и наша планета. Парус размером с теннисную площадку защитит аппарат от солнечного света — от перегрева. Температура космической обсерватории будет равна -228РС. Лишь при такой низкой температуре мото отыскать отдаленные холодные объекты Впрочем, у выбранной орбиты есть и свои недостатки. Телескоп окажется слишком далеко от Земли. Туда невозможно направить пилотируемую экспедицию. Случайная поломка приведет к полному выходу аппарата из строя. А ведь Космический телескоп имени Хаббла сразу и сломался. Пришлось посылать туда астронавтов, которые его починили. Всего же его ремонтировали четыре раза. "Так что важнейшие элементы телескопа имени Уэбба придется дублировать, — отмечает Джон Мозер. — Если один элемент выйдет из строя, за работу примется его дублер".

Больше всего проблем доставит конструкция гигантского зеркала из бериллия диаметром 6,5 метров.

Оно будет состоять из 18 шестиугольных сегментов. Сборка обсерватории начнется уже в 2005 году, а оборудование ее приборами планируют завершить в 2007 году.

Планы НАСА очень честолюбивы, и их нельзя сводить только к поиску новых планет. Главная программа исследований будет называться "Origins" ("Начала"). Предстоит ответить на следующие вопросы. Когда и как возникли галактики? Как они развивались? Как вообще развивалась Вселенная на ранней своей стадии?

"Мы займемся поиском первых звезд и галактик, образовавшихся во Вселенной, — заявляет ведущий американский астрофизик Джон Мазер, — совершим путешествие в прошлое, невозможное до сих пор. Цель предстоящей экспедиции — уловить свет, излученный первыми звездами, вспыхнувшими во Вселенной".

Пока первые миллиарды лет существования нашей Вселенной (за вычетом, может быть, первых сотен тысяч лет) менее всего изучены. Это время называют "темными веками" Вселенной. Космологи исследуют эпоху ее зарождения, а астрономы — ее сравнительно недавнее прошлое, ее последние миллиарды лет. Время первых галактик пока меньше всего привлекает исследователей. А вот телескоп имени Уэбба будет наблюдать в первую очередь за светом ранних звезд. Недаром он оборудован мошной инфракрасной аппаратурой, ведь их излучение наиболее интенсивно теперь в инфракрасной части спектра.

В1961 - 1968 гг. Джеймс Уэбб был администратором НАСА

В лаборатории НАСА ведутся испытония уменьшенной модели зеркала телескопа имени Уэбба

Среди открытий, сделанных зондом Уилкинсона (см. "Знание — сила", 2003, № 10), есть одно, о котором вспоминали не в первую очередь, но его ценность от этого ничуть не уменьшилась.

Итак, было установлено, что уже через 100 — 400 миллионов лет после Большого Взрыва (различные модели по-разному датируют это событие) в космосе появился свет от первых гигантских звезд. Вот как это происходило.

Под действием гравитации газопылевые облака сжимались, разодеваясь до температуры выше 1000 Кельвинов. Давление раскаленных газов препятствовало их дальнейшему сжатию. Внутри облаков возникали молекулы водорода. Они сталкивались с одиночными атомами водорода, отдавая тепло. Это приводило к тому, что отдельные области облаков охлаждались почти до 0 градусов Цельсия.

Охлажденные области сжимались, образуя первые звезды. Их масса превышала солнечную массу в 100 — 1000 раз, а температура была выше температуры поверхности Солнца примерно в 20 раз и составляла около 100 тысяч градусов. Первые звезды отдавали свою энергию в основном в виде ультрафиолетового излучения. Облака водорода и гелия, окружавшие их, разогревались и ионизовались.

Из-за своих гигантских размеров первые звезды были недолговечны, зато выглядели куда внушительнее и импозантнее, чем нынешние светила. По прошествии нескольких миллионов лет они взрывались. Взрывы сверхновых обогашали материю Вселенной — а поначалу она состояла из водорода, гелия и микроскопических количеств лития, бериллия и бора, — более тяжелыми элементами, прежде всего кислородом и углеродом. Эти элементы эффективно охлаждали космическое пространство. Уже через миллиард лет после Большого Взрыва средняя температура Вселенной составляла всего 19 Кельвинов. Подобная температура благоприятствовала зарождению небольших звезд. Количество их стремительно росло, и все чаще взрывались сверхновые звезды.

Реликтами этих давних взрывов являются черные дыры (см. "Знание — сила", 2002, N° 4). Теперь в центре практически каждой крупной галактики располагается свсрхмассивная черная дыра.

Первые протогалактики образовались уже вскоре после рождения первых звезд. Их протяженность составила от 30 до 100 световых лет, а масса — от 100 тысяч до миллиона масс, равных Солнцу. Они были заполнены облаками пыли, состоявшей из тяжелых элементов. Одна из таких древних галактик обнаружена в созвездии Большой Медведицы. Она возникла почти 13 миллиардов лет назад и теперь не видна в оптическом диапазоне.

В ожидании запуска Космического телескопа имени Уэбба астрофизики, изучающие отдаленное прошлое Вселенной, продолжат наблюдение за квазарами — точечными квазизвездными объектами, излучающими неимоверное количество энергии. Уже сейчас выявлено несколько тысяч квазаров. Наблюдения за ними принесли в последние годы несколько любопытных открытий.

Так, с помощью Космического телескопа имени Хаббла удалось обнаружить пепел первых звезд: спектр трех самых далеких квазаров содержит линию поглощения железа. Этот элемент образовался в недрах первых звезд и выделился в космическое пространство при их взрыве. "Столь раннее образование железа и других тяжелых элементов, — подчеркивает американский астроном Майкл Корбин, — свидетельствует, что сырье для создания планет появилось намного раньше, чем сформировалась Солнечная система".

В созвездии Феникса, в 36 тысячах световых лет от Земли, астрономы Европейской Южной обсерватории открыли звезду НЕ 0107—5240, почти не содержащую тяжелых элементов. Так, здесь в 200 тысяч раз меньше железа, чем в недрах Солнца. Всего же эта звезда содержит лишь девять тяжелых элементов—обычно их не менее 40— 60. Возможно, обнаружена одна из древнейших звезд. Небольшое количество тяжелых элементов могло осесть на ес поверхность при взрыве соседних сверхновых. По другой гипотезе, она принадлежит ко второму поколению звезд, зародившихся во Вселенной, и тяжелые элементы достались ей от предшественниц.

Экспедиция телескопа имени Уэбба продлится от 5 до 10 лет. Стоимость программы —1.2 миллиарда долларов (телескоп Хаббла обошелся почти в два раза дороже).

Доля европейцев — 20 процентов запланированного бюджета. Им будет выделена соответствующая квота рабочего времени. Возможно, что телескоп будет выведен в космос с помощью европейской ракеты "Ариан".

Кратная история Вселенной

А, действительно, как быть с Космическим телескопом имени Хаббла? Судьбо старого телескопа пока неясна. Известно лишь, что может произойти после 2010 года.

На это время придется очередной пик солнечной активности, что сопряжено с изменением плотности верхних слоев атмосферы. Хаббловский телескоп начнет двигаться в сторону Земли. "Скайлэб" на Землю падал, "Мир" тоже, теперь — еще один космический снаряд? Пожалуй, что нет. В НАСА подготовлены три сценария завершения работы телескопа имени Хаббла: пилотируемый космический челнок стыкуется с телескопом и доставляет его на Землю; беспилотный челнок доставляет телескоп на Землю; автоматический зонд переводит телескоп на другую, более высокую орбиту.

В случае доставки телескопа на Землю Национальный музей авиации и космонавтики в Вашингтоне планирует выставить его в качестве экспоната.

Космический телескоп имени Хаббла

В момент Большого Взрыва возникли лишь самые легкие элементы. Все остальные элементы, в том числе углерод, кислород и азот, образовались в результате термоядерного синтеза в недрах звезд. Кроме того, часть тяжелых элементов, очевидно, образовалась при столкновении нейтронных звезд — сверхплотных карликов радиусом несколько километров.

Группа английских и швейцарских астрономов смоделировала этот процесс на компьютере. В их модели две нейтронные звезды, сближаясь по спиральным траекториям, сливались друг с другом, образуя черную дыру. Удар сопровождался мощным всплеском гамма-излучения. Материя звезд разогревалась до 100 миллиардов градусов и частично выбрасывалась в окружающее пространство. Многие ядра атомов, особенно атомов железа, захватывали дополнительные нейтроны и трансформировались в более тяжелые элементы: в платину, золото, уран. Как показывают расчеты астрономов, количество и соотношение этих элементов, возникавших в их компьютерной модели, хорошо согласуются с теми же показателями для Солнечной системы. Очевидно, большая часть золотых запасов современного человечества впрямь родилась в чудовищных сшибках нейтронных звезд.

В спектре квазара SDSS Л148+5251 обнаружился моноксид углерода. На участке протяженностью несколько тысяч световых лет сосредоточено огромное количество этого газа. Его масса в 20 миллиардов раз превышает массу Солнца. Очевидно, в этой части космоса зародилось множество звезд. Согласно расчетам, в какой-то период времени здесь каждые пять часов вспыхивала новая звезда. Космос стремительно насыщался тяжелыми элементами.

"Лет десять назад никто и предположить не мог, — говорит немецкий астроном Франк Бертольди, — что вскоре после Большого Взрыва образовалось так много тяжелых элементов. Наблюдения последних лет доказывают, что уже на ранней стадии существования Вселенной — в первый миллиард лет после Большого Взрыва — зародилось огромное количество звезд".

Какое-то время звезды еще рождались так же часто. Только этим можно объяснить, что лишь в наблюдаемой части Вселенной сейчас сверкают около 70 секстиллионов звезд. К слову, статистики от науки даже сумели ответить на знаменитый "дурацкий" вопрос: "Чего больше, звезд на небе или песчинок на Земле?" Звезд оказалось больше.

В последние шесть миллиардов лет в мире звезд начался свой "демографический" кризис. По оценке британских астрономов, звезд сейчас рождается меньше, чем гибнет. К такому выводу они пришли, обследовав 37752 галактики. Если ничего не изменится, то через сотню триллионов лет последние звезды погаснут. Пока же все внимание ученых обращено к первым звездам.

Инфракрасные телескопы — один из главных помощников астрономов. Практически все космические объекты, интересующие их, в том числе отдаленные планеты и даже межзвездные газопылевые облака, испускают тепловое излучение. В августе 2003 года в космос была выведена инфракрасная обсерватория НАСА — SIRTF (Space Infrared Telescope Facility). Запуск ее планировался еще в 1970-е годы, но все время откладывался.

Место работы новой обсерватории выбрано не случайно. Значительная часть инфракрасного излучения поглощается атмосферой Земли. Поэтому инфракрасные телескопы обычно отправляют в космос. Лишь коротковолновое излучение можно улавливать с помощью телескопов, установленных в горах. Для исследования длинноволнового инфракрасного излучения давно используются аппараты, выведенные на околоземную орбиту.

Так, американо-британо-нидерландская обсерватория IRAS, запущенная в 1983 году, обнаружила во Вселенной около 250 тысяч источников инфракрасного излучения.

В 1995 году начала работу космическая обсерватория ISO Европейского космического агентства.

Запуск очередной инфракрасной обсерватории означает, что мы выходим на новый уровень исследования космоса. Обсерватория SIRTF разглядит галактики, расположенные в миллиардах световых лет от Земли. Это — последняя экспедиция в рамках выполняемой НАСА программы крупных космических обсерваторий (Great Observatories Programm). В рамках этой программы в космос были выведены телескоп Хаббла для оптических наблюдений за Вселенной, а также рентгеновская обсерватория "Чандра" и Комптоновскаи гамма-обсерватория.

Если телескоп Хаббла впервые доказал существование массивных черных дыр в центрах галактик и позволил измерить скорость расширения Вселенной ("постоянную Хаббла"), то Комптоновский гамма-лучевой телескоп, запущенный НАСА в 1991 году, объяснил загадку происхождения самых мощных взрывов во Вселенной — так называемых гамма-вспышек, а рентгеновский телескоп Чандра, взлетевший в космос в 1999 голу, доказал существование во Вселенной черных дыр промежуточной массы (между гигантскими и микроскопическими), а также позволил выявить, как распределено в космическом пространстве загадочное "темное вещество". И если четвертый космический телескоп НАСА принесет открытия такого же масштаба, что и первые три, то уже это обеспечит агентству и его сотрудникам заслуженное место в истории науки.

В отличие от других инфракрасных обсерваторий, SIRTF была выведена не на околоземную, а на околосолнечную орбиту, напоминающую орбиту Земли. В этом есть свои преимущества. Во-первых, поле зрения телескопа становится шире, поскольку обзор ему не загораживает Земля. Обсерватория будет сближаться с нашей планетой самое большее на 15 миллионов километров. Во-вторых, работе телескопа не мешает инфракрасное излучение, испускаемое Землей. Поэтому расход охладителя заметно снижается. На пять лет работы SIRTF понадобится всего 360 литров жидкого гелия. Для сравнения: обсерватория ISO израсходовала за 2,5 года работы 2140 литров гелия, а обсерватории IRAS гелия хватило и вовсе лишь на 10 месяцев работы, потом она отключилась.

SIRTF: смотрим в паспорт

По сравнению с телескопом Хаббла инфракрасная обсерватория SIRTF заметно компактнее. При длине около 4 метров она весит 685 килограммов, причем масса самого телескопа составляет около 50 килограммов. Телескоп Хаббла в три раза больше, а его масса превышает 11 тысяч килограммов.

Компьютерная модель столкновения нейтронных звезд

А планеты? Сотни планет, которые будут открыты к 2010 году? Что с их списком? Исследовать.

С помощью Космического телескопа имени Уэбба впервые можно будет напрямую увидеть планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Правда, разглядеть удастся лишь планеты размером с Юпитер и то, когда они находятся на значительном расстоянии от звезды. Поиском же планет, подобных Земле, как и поиском жизни во Вселенной, займутся телескопы следующего поколения. Имя им уже подобрано: "Terrestrial Planet Finder".

Искать будет что. Возможно, что во Вселенной гораздо больше планет, чем считалось прежде.

Элизабет Лада и Ричард Элстон из Флоридского университета обследовали участок неба в районе созвездий Орион и Персей, в 1000 световых лет от Земли. Здесь особенно бурно зарождаются новые звезды. Ученые обнаружили семь "протопланетных дисков", окружающих молодые звезды. Это — самые крупные газопылевые диски, известные науке; они в десятки, а то и в сотни раз превосходят открытые прежде протопланетные диски. По наблюдениям Лада и Элстона, планеты формируются именно в первые три миллиона лет жизни звезды "Если мы сравним звезду с человеком, — образно выразилась Элизабет Лада, — то дети у этого человека рождаются уже в первую неделю его жизни — в раннем младенчестве".

Уже сейчас известно, что зарождение планет началось очень давно. Так, в 2003 году в созвездии Скорпиона, к западу от звезды Антарес, была обнаружена планета-долгожитель, чей возраст составил 12,7 миллиарда лет. Так что прошел всего миллиард лет после Большого Взрыва, как из первородного газа, наполнявшего мироздание, стали возникать планеты.

Эта древнейшая известная нам планета — газовый гигант; ее масса почти в 2,5 раза превышает массу Юпитера. Обращается она возле двух выгоревших звезд, держась в трех миллиардах километров от них.

Новая планета — не только самая старая, но и самая дальняя из сотни с лишним внесолнечных планет, открытых в минувшее десятилетие. Ее отыскали в шаровом звездном скоплении, где, как считалось, не должно быть планет, да их там и не находили. "Враждебная планетам среда" — так отзывались о подобных скоплениях астрономы. Теперь им пришлось изменить свое мнение. (См. заметку "Древние или молодые?" в этом номере журнала.) То ли будет после 2010 года? Да, мы еще увидим небо в планетах!

И многие из этих планет, наверное, окажутся настоящими водными мирами. По всей вероятности, большинство внесолнсчных планет, сходных по размерам с Землей, полностью покрыто водой. К такому выводу пришли сотрудники Вашингтонского университета в Сиэтле. Они составили 42 компьютерные модели формирования планет, напоминающих Землю. В этих сценариях крохотные зародыши планет сновали межа} газовыми гигантами, похожими на Юпитер, и одиночной звездой. Ученые меняли орбиту и массу Псевдоюпитера, Всякий раз под влиянием его притяжения многочисленные комья сливались в более крупные глыбы, состоявшие из камня и льда. В конце концов возле гипотетических звезд зарождалось от одной до четырех планет земной группы. Самая маленькая планета оказалась в пять раз меньше Земли, а самая большая — в четыре раза больше. Поражало количество воды, накапливавшейся на них. В некоторых моделях воды было в 300 раз больше, чем на Земле. Всю поверхность этих планет покрывал океан. Так что зарождение подобных планет, скорее, правило, чем исключение.

Эта работа американских астрономов лишний раз убеждает, что когда- то на Марсе тоже была вода. Очевидно, рядом с газовыми гигантами почти всегда рождаются водные миры. Сейчас Европейское космическое агентство планирует осуществить запуск автоматического зонда "Эддингтон", который также займется поиском внесолнечных планет.

Вероятно, на некоторых планетах существует своя особая жизнь, например, в окрестности звезды 37 Gem в созвездии Близнецов, полагает астроном Мэгги Турнбалл из Аризонского университета. Эта звезда расположена в 42 световых годах от нас и по своей яркости чуть превосходит Солнце. В рамках проекта НАСА Турнбалл выбрала среди пяти тысяч звезд в радиусе до ста световых лет от Солнца тридцать наиболее подходящих кандидатур. Возле них могут находиться планеты, напоминающие Землю. В ближайшие десять лет за этими звездами будет вестись постоянное наблюдение. Звезда 37 Gem кажется фаворитом в списке, потому что по своему возрасту и химическому составу очень напоминает Солнце. Большинство других звезд из этого списка чем-либо да отличаются от Солнца.

...В последние десять лет внесолнечные планеты стали казаться нам на одно лицо. Мы немногое знали об их размерах, их положении на звездном небе и в своем околозвездном обществе. Мы различали их только по счету: тридцатая, сороковая, шестидесятая... Пришло время узнать эти далекие планеты поближе. В этом ученым помогут телескопы и обсерватории нового поколения.

Ал Бухбиндер

Древние или молодые?

Недавно астрономические круги была взволнованы неожиданным открытием еще одной "внесолнечной" планеты.

Вообще говорят, таких планет уже открыто свыше ста и можно было бы к этому привыкнуть, когда б не тот факт, что новая планета была открыта там, где ей, по всем прежним представлениям, быть не полагалось. И это привело астрономов к необходимости пересмотреть некоторые из устоявшихся представлений относительно образования планет.

Журнал "Science" сообщил об открытии новой планеты под заголовком "Древняя планета заставляет перевести часы", имея в виду, разумеется, "часы Вселенной".

Менее всего вероятно встретить планету в самых древних космических образованиях, где преобладают звезды первого поколения, а такими образованиями до последнего времени считались шаровые звездные скопления. Они обнаружены практически во всех обследованных галактиках, включая наш Млечный Путь. Их отличают две важные особенности.

Во-первых, повышенная плотность. Если, например, количество звезд нашей галактики, содержащихся в участке размером в один кубический световой год, составляет в среднем (во всяком случае, в ближайших окрестностях нашего Солнца) всего одну сотую (то есть одна звезда приходится здесь на сто кубических световых лет), то в рядовом шаровом скоплении нашею Млечного Пути (а в нем таких скоплений около двухсот) этих звезд в одном кубическом световом году — несколько сотен, то есть в 10 тысяч раз больше! Фантастически яркое там, должно быть, небо, если есть кому взглянуть.

Во-вторых, практически все звезды всех шаровых скоплений Млечного Пути — это "звезды первого поколения", почти что ровесники Виг Вэнга, разве что на несколько сот миллионов лет моложе. Поэтому планет в шаровых скоплениях быть не должно. Это последнее утверждение давно проверено на практике. Так, тщательное исследование спектра типичного шарового скопления М4 показало, что содержание тяжелых элементов в нем в тридцать раз меньше, чем в нашем Солнце. А такое же тщательное обследование огромного числа (34 тысячи!) звезд другого шарового скопления, 47 Tucanae, показало, что ни одна из них не имеет крупных спутников-планет.

Но вот сейчас американский астрофизик Сигурдсон и его коллеги выступили с сенсационным утверждением, что они обнаружили именно такую планету и именно в шаровом скоплении М4 — в том самом с ничтожным содержанием тяжелых элементов, возраст которого, судя по всем данным, составляет около 13 миллиардов лет. Наилучшее согласование с данными наблюдений дает модель, в которой, кроме "белого карлика", вокруг пульсара обращается невидимая планета с массой примерно в 2,5 раза больше нашего Юпитера.

Возраст старейших звезд во Вселенной определялся несколькими способами.

Все они доли сходные результаты. Американские астрономы Лоуренс Краусе и Брайан Чабойер, обследовав шаровые скопления звезд, пришли к выводу, что возраст старейших звезд составляет 12 ±1 миллиард лет.

Судя по температуре наиболее холодных белых карликов — остатков выгоревших когда-то звезд, — возраст самых древних объектов равняется 12,7 ± 0,7 миллиардов лет.

Определяя возраст звезды CS 31082- 001 по "радиоактивным часам", группа астрономов Парижской обсерватории получило результат 12,5 ± 3 миллиарда лет. Вообще же подобный метод дает очень сильный разброс — от 11 до 20 миллиардов лет.

Наконец, лучший результат показал зонд Уилкинсона. Согласно его донным, Вселенная родилась 13,7 ± 0,2 миллиарда лет. Первые звезды в ней возникли примерно через 100 — 400 миллионов лет.

Это не может быть планета той сверхновой звезды, из которой когда- то образовался пульсар, потому что при взрыве всякой сверхновой сгорает все, что находится в ее ближайших окрестностях. Поэтому Сигурдсон и его коллеги снова обратились к компьютерным моделям, на сей раз объясняющим возможное происхождение этой звездно-планетной системы (с учетом данных о ее строении и параметрах движения), и обнаружили, что наилучшее совпадение с фактами дает следующая модель.

Когда-то у пульсара, этого остатка древнейшей сверхновой "звезды первого поколения", был свой спутник, обычная звезда. Затем к этой бинарной системе, мирно существовавшей в глубинах шарового скопления, случайно приблизилась другая звезда с огромным газовым спутником-планетой и, подобно биллиардному шару, "вышибла" прежний спутник пульсара и заняла его место. В результате "отдачи" после удара новая звездная система (пульсар и звезда- пришелец с ее планетой) вылетела из центра скопления на его периферию, где и находится в настоящее время. Затем, около 500 миллионов лет назад, звезда-пришелец угасла, сбросила свою верхнюю атмосферу на пульсар, чем придала ему его безумно быстрое вращение, а сама превратилась в нынешнего "белого карлика", который еще больше приблизился к пульсару и стал обращаться вокруг него. Планета же "обустроилась" на более далекой орбите и теперь обращается вокруг этой бинарной системы, совершая примерно один оборот за сто лет.

Все прекрасно, изящно и даже правдоподобно, как считают многие теоретики, но вопрос-то все равно остается: откуда в древнем шаровом скоплении взялась планета, если для ее образования нужны тяжелые элементы. которых в этом скоплении практически нет? Сигурдсон предполагает, что этот парадокс требует пересмотра прежних представлений о механизме образования больших газовых планет типа Юпитера, и другие астрономы как будто уже готовы с ним согласиться. Возможно, что для образования газовых планет-гигантов не так уж необходимо наличие твердого ядра из тяжелых элементов и они могут формироваться напрямую из того же газа, что та звезда, около которой они затем обращаются. Если такая возможность реальна, говорит Сигурдсон, то она означает, что планеты — а стало быть, и жизнь на них — могли возникнуть на 5-6 миллиардов лет раньше, чем считалось до сих пор.

Это последнее утверждение - относительно возраста жизни во Вселенной — еще нуждается, однако, в дополнительном анализе, потому что возникновение жизни требует нс только наличия планет, но и выполнения еще ряда условий. К сожалению, обсуждение этих условий требует куда большего места и времени, чем позволяют рамки данной заметки.

Адреса в Интернете:

Космический телескоп имени Уэбба: ngst.grfc.nasa.gov

Модель столкновения нейтронных звезд: www.ukaff.ac.uk/rnovLes/nsmerger

Михаил Васильев

НАСА: проблемы, достижения, перспективы

Выступая на встрече американских ученых, занятых в общенациональной программе космических исследований, доктор Стив Изаксон, наблюдающий за космическими и научными проектами в соответствующем отделе канцелярии Белого дома, откровенно заявил собравшимся, что в нынешних условиях "администрации будет очень легко отстраниться от любой планетарной программыж Некоторые из запущенных проектов НАСА уже оказались под угрозой закрытия или резкого замедления.

Это касается прежде всего плана отправки космического исследовательского корабля на планету Плутон (хотя окошко ее исследования, возможно, быстро закрывается, поскольку Плутон движется по вытянутой орбите и сейчас удаляется от Солнца), а также проекта исследований подледного океана, возможно, существующего на спутнике Юпитера Европе. В этих условиях участники различных проектов начинают, вполне естественно, конкурировать за финансирование, и сторонники каждого из проектов лоббируют в конгрессе в свою пользу В конечном счете это распыление сил вредит всем. К тому же сами конгрессмены и сенаторы имеют свои предпочтения.

Любопытно, что наибольшее число сторонников в конгрессе имеют проекты, связанные с поисками внеземной жизни (например, на Марсе). Некоторые ученые не без ехидства объясняют это недостаточным пониманием проблемы: политики зачастую не отдают себе отчета в том, что для ученых "жизнь на Марсе" — это даже самые простейшие микробы, и думают, что речь идет о поиске вполне развитых внеземных цивилизаций.

Как бы то ни было, картина предстоящих космических исследований представляется на данный момент такой. Япония планирует запустить в 2007 году орбитальный корабль для исследования климата на Венере. Очень любопытной представляется программа исследования Меркурия. Эта маленькая и чудовищно жаркая планетка, вечно обращенная к Солнцу одной своей стороной, должна получить в предстоящем десятилетии сразу три орбитальных исследовательских спутника: один американский (2004 — 2009 годы), один японо-европейский (в 2009 году) и один чисто европейский (2009 — 2012 голы).

Целых четыре космические миссии (три американские и одна европейская) должны обследовать кометы в самые ближайшие годы. В конце февраля этого года на орбиту полета к комете Чурюмова — Герасименко был выведен зонд Европейского космического сообщества "Розетта". Его путешествие до цели составит 10 лет, зато потом долгое время он вместе с кометой будет приближаться к Солнцу, снабжая нас уникальной информацией.

Уже в этом году НАСА предполагает запустить к комете Темпеля-1 аппарат "Deep Impact". В 2006-м космический исследователь приблизится к косматой звезде, выбросит в сторону ее ядра 500-килограммовый медный цилиндр, оснащенный двигателем и системой наведения. Этот снаряд врежется в комету на скорости 10 километров в секунду. От такого удара образуется воронка диаметром 120 метров и глубиной метров 25. Тонны кометного вещества будут раскалены, испарены и выброшены с глубины, куда солнечный свет не проникал миллиарды лет. Сам "Deep Impact" нацелит на это облако приборы и переправит информацию на Землю.

Продолжатся идущие ныне исследования Сатурна, но без новых запусков, и всего один исследовательский орбитальный корабль намечается послать на Юпитер (НАСА, в 2008 году).

История серии из четырех больших космических обсерваторий, запущенных НАСА, началась еще в 1946 году, когда американский астроном Лайман Спитцер впервые предложил вывести телескоп на космическую орбиту, чтобы устранить оптические искажения, неизбежно вызываемые земной атмосферой. В те времена не было еще даже космических спутников, и идея Спитцерс казалась совершенно фантастической. Неудивительно, что она была отложена в дальний ящик, одна ко в 1977 году настойчивому астроному удалось добиться финансирования своего проекта, а еще через 13 лет первый космический телескоп действительно вышел на орбиту, хотя назвали его не именем мало кому известного Спитцера, а именем великого американского астронома Хаббла (того, кто первым доказал, что "туманности" представляют собой гигантские галактики, а также открыл, что эти галактики удаляются друг от друга, вызывая расширение Вселенной). Правда, поначалу оказалось, что зеркало телескопа отшлифовано ошибочно и телескоп непригоден для работы, но агентство быстро (и весьма эффектно, "на публику") запустило специальный космический челнок, экипаж которого прямо в космосе исправил зерколо, и с тех пор телескоп Хаббла то и дело приносит науке очередные открытия, а широкой публике — очередные эффектные космические фотографии, которые и сделали его знаменитым.

Оно и понятно: чем дальше планета, тем сложнее и труднее ее исследование. Видимо, поэтому останутся ждать лучших времен Уран и Нептун, но не самый далекий Плутон, если найдется человек, который сумеет отвлечь воображение американских конгрессменов от марсианских "зеленых человечков" и увлечь их тайнами этой загадочной планеты. К сожалению, даже если это произойдет, миссия к Плутону не будет подкреплена новой, более надежной космической технологией или принципиально новыми двигателями вроде ионных и атомных: их много обещавшая разработка тоже затормозилась сейчас из- за недостатка средств. Прежние технические средства, как уже очевидно, будут использованы и в запланированных полетах к Меркурию.

Ольга Балла