Астрофизика и астрономия сами по себе являются динамичными научными дисциплинами с точки зрения различных спорных моментов и дискуссионных гипотез. Огромное количество фактологических открытий, последовавших за техническим усовершенствованием средств исследования, дало ответы на многие вопросы. Однако зачастую эти ответы оказались неожиданными и породили ещё большее количество неясностей. В последние годы, например, широко обсуждается гипотетическая экзопланета Gliese 581 d в планетной системе Gliese 581 (Глизе 581). Существуют самые различные утверждения и предположения о том, каковы особенности этого небесного тела, возможна ли на ней жизнь и существует ли она вообще.
Открытие Gliese 581 d
Экзопланетами именуют планеты, обращающиеся вокруг звёзд за пределами Солнечной системы, обнаружение которых стало возможным лишь за последние 25 лет благодаря новым научно-техническим методам космических наблюдений и анализа. Ранее о существовании экзопланет не было известно по вполне банальной причине – их просто не видно. С Земли можно увидеть лишь звёзды, то есть аналоги нашего Солнца, расположенные в других звёздных системах и галактиках. Планеты, обращающиеся вокруг этих звёзд, во-первых, слишком малы в размерах по сравнению с ними; во-вторых, не имеют источника свечения, достаточного для их наблюдения обычными средствами. Глизе 581 d рассматривается как экзопланета класса «суперземля» (некоторые учёные оценивают её размеры как превышающие размеры Земли в два раза, а массу – до 8 раз больше земной), находящаяся в системе красного карлика Глизе 581.
Об открытии экзопланеты Глизе 581 d было объявлено европейскими астрономами в апреле 2007 года. Исследователи заявили, что нашли следы небесного тела, которое должно обладать характеристиками «суперземли». Более того, эта планета показалась учёным наиболее перспективной для рассмотрения, так как они включили её в «обитаемую зону», прилегающую к звёздам, в которых показатели выделяемой ими тепловой и световой энергии делают вероятным возникновение жизни. Правда, уже через несколько недель от планеты Глизе 581 d не осталось и следа: другие астрономы не смогли обнаружить никаких признаков достаточно крупной планеты в указанном «регионе» системы красного карлика Глизе 581.
В 2014 году американские учёные представили теоретическое исследование, в которых с помощью математических расчётов пришли к заключению, что никакой экзопланеты на предполагаемой орбите Глизе 581 d нет. Однако через некоторое время теперь уже британские астрономы выступили с критикой американского исследования, заявив, что использованная методика необъективна и не может рассматриваться как доказательство отсутствия экзопланеты вблизи Глизе 581. Таким образом, на данный момент вопрос о реальности или вымышленности данного небесного тела остаётся неоднозначным и открытым.
Претендент на звание колыбели инопланетной жизни?
Несмотря на неоднозначность с самим существованием планеты, за несколько лет с момента объявления о её обнаружении была проведена немалая теоретическая работа по проведению расчётов о характеристиках Глизе 581 d. Дело в том, что предполагаемое местонахождение данной экзопланеты и её гипотетические масса и размеры делают Глизе 581 d одним из неплохих претендентов на наличие жизни за пределами Солнечной системы.
Ситуация такова, что данная планета находится вблизи от красного карлика Глизе 581. Сами красные карлики как звёзды считаются не самыми благоприятными объектами для возникновения жизни на планетах, расположенных в их системах. Во-первых, они менее «горячие», чем наше Солнце, то есть выделяют не столь много тепловой и световой энергии. Во-вторых, их световая энергия выражена в красном спектре, что также не очень способствует жизнепригодным условиям. Тем не менее, по расчётам европейских астрофизиков, Глизе 581 d находится как раз посередине обитаемой зоны красного карлика Глизе 581: экзопланета получает света и тепла в три раза меньше, чем Земля получает от Солнце. Но всё же этого теоритически достаточно для наличия воды в жидкообразном состоянии и для возникновения в ней жизни.
Другая проблема это близость планеты к звезде: приливные силы красного карлика настолько мощны, что Глизе 581 d должна вращаться вокруг своей оси синхронно с обращением вокруг звезды. Это ведёт к тому, что на одной стороне планеты должен быть постоянный день, а на другой – вечная ночь. В таких условиях на тёмной стороне должна быть постоянная низкая температура, исключающая наличие жидкой воды и охлаждающая всю планету в целом. Однако учёные прибегли к компьютерному моделированию, загрузив в него различные величины основных физических характеристик: температуру, атмосферное давление, интенсивность свечения от звезды и так далее. В результате были получены некоторые сценарии, при которых общая температура планеты была достаточно высокой, что делало возможным наличие жидкой воды. Для этого нужно, чтобы Глизе 581 d обладала мощной газовой атмосферой.
Это, кстати, не так невероятно, учитывая солидные физические размеры и массу планеты, имеющую значительный гравитационный потенциал, обычно способствующий образованию атмосферы. Если газовая атмосфера присутствует, то достаточно атмосферного давления в 10 бар (земное нормальное атмосферное давление в 760 миллиметров ртутного столба равняется примерно 1 бару) даже на каменистой, лишённой океанов, планете для формирования средней атмосферы примерно в 12 градусов по Цельсию. Такая величина формируется за счёт баланса между горячей солнечной стороной и более холодной тёмной стороной. Их температуры компенсируются и на обеих сторонах планеты формируются влажные облака и отдельные водоёмы жидкой воды.
При варианте покрытия поверхности Глизе 581 d жидкими океанами температура выше нуля могла бы достигаться лишь при атмосферном давлении около 20 бар. При более низком давлении температура атмосферы должна быть ниже, что вело бы к замерзанию воды и к увеличению отражающей способности планеты (альбедо). Однако и при таком варианте наличие подлёдного океана жидкой воды и потенциальных форм жизни в нём не может быть исключено полностью. Осталось лишь доказать, что экзопланета Глизе 581 d всё-таки существует.
Александр Бабицкий
