На задворках Солнечной системы
Примерный возраст Солнечной системы 4,5 миллиарда лет. Можем ли мы представить себе, насколько это много? Какой промежуток времени в принципе способен вообразить себе человек? Век? Тысячелетие? Миллион лет? А может быть миллиард? Дух захватывает, когда приходит осознание, сколько же эпох пережила Земля со времени своего зарождения! И даже трудно вообразить, сколько всего произошло на каждой планете и в её окрестностях! Какие тайны скрывают далёкие мало изученные миры?
История первая. Прожорливость в космических масштабах
Владения ледяных гигантов Урана и Нептуна настолько далеки от нас, что может сложиться впечатление, будто они совершенно не влияют на жизнь на Земле. Более близкие соседи Юпитер и Сатурн защищают Землю от всевозможных непрошеных гостей — комет и астероидов, которые прилетают с окраин Солнечной системы (см. статью «”Ты не пройдёшь!” Кто ловит космических странников на пути к Земле», «Наука и жизнь» № 4, 2022 г.). Однако во Вселенной всё взаимосвязано: Уран и Нептун тоже можно назвать хранителями Земли, защищающими наш мир от кометно-астероидного посягательства. Но как они оказались на своих орбитах и как им удалось вырасти до таких огромных размеров очень далеко от Солнца? Это одна из астрономических загадок, не имеющая пока однозначного ответа.
Насколько вообще большой может быть планета? В настоящее время астрономы открыли более пяти тысяч экзопланет — планет других звёзд. Среди всего этого многообразия чего значитолько нет, начиная от суперземель* и заканчивая удивительными газовыми гигантами — специфическими мирами, где, например, могут идти дожди из раскалённого железа (планета WASP-76 b, расположенная на расстоянии 640 световых лет от нас) или даже выпадать град в виде сапфировых и рубиновых капель из корундовых облаков (планета HAT-P-7 b, или Kepler-2 b, находящаяся в созвездии Лебедя в 1044 световых годах от нас). Есть миры похожие друг на друга, но абсолютно одинаковых планет во Вселенной, скорее всего, не существует, потому что фантазия её поистине безгранична.
* Суперземли — класс планет, масса которых превышает массу Земли, но значительно меньше массы газовых гигантов.
В Солнечной системе мы знаем два типа планет: маленькие, каменистые — это планеты внутренней Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля и Марс) — и газовые гиганты (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун). По сравнению с последними, скалистые миры — настоящие крохи. Например, диаметр Юпитера в 11 раз больше диаметра Земли, а его масса превышает Земную в 318 раз. Диаметр Нептуна почти в 4 раза больше земного (это тоже внушительная разница), а масса его составляет приблизительно 17,2 массы нашей планеты.
Скалистые миры по своим размерам всегда сильно уступали газовым гигантам. Это характерно не только для Солнечной системы, но и для известных на сегодня экзопланет, «живущих» рядом с другими звёздами. В образовавшейся «нише» между каменистыми планетами размером с Землю и газовыми гигантами, по мнению специалистов, могут находиться скалистые экзопланеты промежуточных массы и размера — суперземли. Однако суперземель радиусом в полтора-два раза больше Земли астрономы обнаружили относительно мало. А в Солнечной системе их вообще нет. Возникает вопрос: почему? Попробуем объяснить эту космическую загадку.
Начнём с того, что после рождения звезды в её окрестностях остаётся довольно много газа и пыли — «строительного материала» для будущих планет. Постепенно, благодаря гравитации, небольшие частички космического вещества сцепляются друг с другом, образуя более крупные тела, которые, в свою очередь, притягивают к себе осколки поменьше, и так постепенно «слепляется» новая планета. Чем больше такое новорождённое тело, тем сильнее его гравитация, которая позволяет удержать не только камни и пыль, но и газ — так у будущего мира появляется первичная атмосфера. Впрочем, есть ещё одна теория, согласно которой рождению планеты предшествует образование сгустка в протопланетном облаке.