Как в "Интерстелларе": "Очень большой телескоп" заснял огромное нечто в созвездии Ориона

По состоянию на 29 января 2022 года подтверждено существование 4908 экзопланет, то есть планет, находящихся за пределами Солнечной системы. Ещё 8459 ждут подтверждения, из них — 2236 кандидатов от проекта "Кеплер". Но учёные не просто гонятся за количеством. Во-первых, они изучают феномен пугающих планет с тремя солнцами, во-вторых, самый совершенный телескоп Уэбб и грядущая миссия "Платон" готовы сделать революционные открытия в области вселенской эволюции.

История открытия экзопланет сравнительно молода. Со времён Джордано Бруно астрономы предполагали, что такие планеты могут быть. Но первую внесолнечную планету обнаружили только в 1988 году, а подтвердили её существование четыре года спустя. С этого момента начался систематический поиск таких планет. Это стало возможным с момента внедрения метода Доплера. Грубо говоря, он заключается в наблюдении за свойствами звезды. Если они подвижны, если звезда "раскачивается", значит, вблизи неё есть экзопланета. К тому же до конца 80-х учёные недооценивали роль телескопов в этом деле, на поиск подобных систем выделялось совсем мизерное телескопное время.

Появление мощных телескопических систем всё изменило. Эти устройства помогают, к примеру, поймать тень, которую планета отбрасывает на звезду. Но завеса земной атмосферы долгое время мешала поиску, поэтому было решено отправлять телескопы в космос, и уже после этого шага перед человечеством открылась Вселенная во всём цветовом спектре своего великолепия. На сцену истории вышли Хаббл, Кеплер, VLT ("Очень большой телескоп"), ALMA и последняя новинка размером с теннисный корт — телескоп Уэбб.

С запуском космической обсерватории "Кеплер" в поиске экзопланет случился прорыв: за десять лет учёные открыли более 2600 экзопланет, а также предположили, что возле каждой третьей звезды может находиться такая планета или планетная система. Если бы всё свелось к поиску, фиксированию, классификации и в конечном счёте коллекционированию экзопланет, это было бы неинтересно. Но сегодня это самая перспективная область космических исследований, значит, зачем-то это нужно. Зачем? Во-первых, чтобы ответить на вопросы "Одни ли мы во Вселенной?" и "Земля — это аномалия, нечто уникальное и неповторимое, или имеющее аналоги?"

Чем больше планетарных систем будет открыто, тем больше возможностей для сравнения их с Солнечной системой и планетой Земля. Пока миссия Кеплер расширила кругозор землян, заставила, по словам её разработчика Джесси Дотсона, "по-новому смотреть на звёздное небо". Она же дала основания полагать, что Земля — аномалия, но именно благодаря этому и возможна жизнь на этой планете. Тем временем подоспели открытия экзопланет, которые представляли собой копии Земли, одну из них так и назвали Земля 2.0 (Gliese 832 С в созвездии Журавля). Каждое новое открытие стремительно меняло и меняет угол зрения на вопрос.

У чувашей есть легенда о трёх солнцах. Согласно преданию, когда-то Земля была жидкой, но над ней светили три солнца. Из-за сильной жары влага стала испаряться, а Земля — твердеть. Из-за невыносимого зноя здесь не могла зародиться жизнь, и тогда божество Хадао застрелило из лука два солнца. Происхождение легенды связывали с оптической иллюзией. В блокбастере "Звёздные войны: Эпизод 4 — Новая надежда", вышедшем в 1977 году, есть сцена, где зрителю показан двойной закат на планете Татуин, откуда родом Люк Скайуокер. Недавние открытия уникальных бинарных и тринитарных солнечных систем заставляют менее скептически взглянуть на древнюю легенду и голливудские фантазии. В 2010 году была зафиксирована NN Змеи (NN Serpentis) с двумя звёздами — Белым Карликом и Красным Карликом, а также с двумя экзопланетами.

А в 2012 году в поле зрения астрофизиков попала двойная звезда Kepler-47 с двумя экзопланетами — внутренней и внешней, которая, в свою очередь, газовый гигант. В 2019 году астрофизики подтвердили существование в этой системе ещё одной экзопланеты. Бинарная звёздная система с тремя планетами — это впечатляет. По одной из версий, в ходе эволюции двойная звезда просто захватывает планету из чужой системы за счёт большего сечения взаимодействия.

Но настоящий фурор произвело открытие трёхзвёздных систем. В них, как стало известно учёным, звёзды образуются за счёт гравитационного коллапса и порождают экзопланеты с необычным наклоном орбит. Здесь можно было наблюдать воочию, что рождение чего-либо сопряжено с разрушением. В случае с тринитарной системой в процессе зарождения новых планет разрушались протопланетные диски. Это всё разглядели в VLT, а телескоп ALMA позволил обратить пристальное внимание на сами протопланетные диски. В них были замечены "тихие гавани", или орбитальные уровни, на которых "бесконечно малые планеты", или планетезимали, и они, как ребёнок в чреве матери, внутри этих "гаваней" стремительно набирали массу. Первое предположение: Земля могла зародиться в одной из подобных "тихих гаваней". В свете нового предположения учёных, что Земля раньше сама была частью бинарной, если не тринитарной системы, складывается интереснейшая перспектива.

Наблюдение учёных в телескоп ALMA за рядом звёзд, в том числе двойных и тройных, привело к сенсации 2016 года — на многих из них есть метанол, сахар, аминокислоты и другие стройматериалы, играющие роль в образовании органики. "Кирпичики жизни" образуются ещё до формирования протопланет. Космос давно не холодный и безжизненный. Ещё немного — и отыщутся вселенские братья Солнечной системы.

Нужно сделать глубокий вдох, а затем выдох, прежде чем делать какие-то выводы. Но предварительно ясно, что бинарные и тринитарные системы динамичны, а также потенциально готовы выступить в роли инкубатора для образования жизни. Возможно, на этапе формирования планет там царят условия, которые не дают жизни полноценно вызреть, а потом должен появиться кто-то вроде Хадао из чувашской легенды, чтобы "прикончить" факторы, переставшие быть созидательными. Учитывая всю сложность задачи — и систему стабильную с планетами сформировать, и жизнь на ней сохранить, создав там условия для дальнейшей эволюции, на определённом этапе "что-то идёт не так", что доказывает нестабильность и нежизнеспособность систем "с тремя солнцами", — у планет нет устойчивых орбит, рассинхрон приводит к хаосу и гибели систем. Отличная диковинка, но нежизнеспособная. Так было до недавнего момента.

В 2018 году издание Live Science опубликовало данные о новом открытии — тринитарной системы LTT 1445Ab, вокруг которой обращается несколько тысяч потенциальных планет и десятки (если не сотни) тысяч разных лун. Температура поверхности там равна 155 градусам Цельсия. Совсем как в чувашской легенде о трёх солнцах.

Вслед за ней благодаря гигантскому телескопу VLT астрономы обнаружили GW Orionis в 1300 световых лет от Земли. Две звезды зафиксированы на жёсткой орбите, а третья вращается вокруг них. В телескоп ALMA разглядели нестабильность данной системы. Так, три пылевых кольца системы не синхронизированы друг с другом, а третье сильно колеблется на своей орбите. О чём говорят колебания? О наличии экзопланеты. С помощью 3D-моделирования астрофизики "докрутили" гипотезу и пришли к выводу, что вокруг солнц вращается экзопланета размером с Юпитер, на которой по несколько суток могут идти "дожди неизвестного происхождения". Но, даже если включить фантазию и представить наблюдателя, стоящего там и смотрящего на три солнца, приходится признать: он увидит два слившихся солнца (из-за узости орбит) и ещё одно, вращающееся вокруг этого "иллюзорно-оптического тандема". Плюс очень странный пробел.

— Там присутствует некий зазор между звёздами. А гипотетическая экзопланета, скорее всего, разрушила диск протопланеты. У нас уже голова идёт кругом от всего свалившегося на нас, — поделился астроном Джереми Смоллвуд из Невадского университета. Он добавил, что разрыв диска в GW Orion, скорее всего, вызван необнаруженными планетами. Именно планетами. И сколько их там на самом деле — ещё предстоит узнать.