Мичио Каку
Бъдещето на човечеството (12) (Заселването на Марс, междузвездните полети, безсмъртието…)

9.
„Кеплер“ и вселена от планети

Затова казвам, че не просто съм на мнение, а съм убеден и бих заложил много от ценните неща в живота на твърдението, че съществуват и други обитаеми светове.

Имануел Кант

Желанието да научим нещо за съседите си в безкрайните дълбини на космоса не е плод на празно любопитство или жажда за знания, а на нещо по-съкровено, и това усещане е заложено дълбоко у всеки мислещ човек.

Никола Тесла

Фактите реабилитират Джордано Бруно отново и отново.

Предшественикът на Галилео Галилей^[55] е изгорен жив на клада в Рим през 1600 г. за това, че проповядва ерес. Звездите в небето са толкова многобройни, казва той, че нашето Слънце би трябвало да е едно от многото слънца. Без съмнение около другите звезди също обикалят множество планети, а на някои от тях може би живеят други същества.

Църквата вкарва Джордано Бруно в затвора за 7 години без съд и присъда, накрая го събличат гол, разкарват го на показ из улиците на Рим, връзват му езика с кожена каишка и го завързват за дървен стълб. Дават му последна възможност да се отрече от възгледите си, но той отказва.

За да унищожи наследството му, църквата включва всичките му текстове в списъка на забранените книги. За разлика от произведенията на Галилей, тези на Джордано Бруно остават забранени чак до 1966 г. Галилей твърди, че не Земята, а Слънцето е центърът на вселената. Според Бруно вселената няма център. Той е един от първите хора в историята, които изказват предположението, че вселената може би е безкрайна и в такъв случай Земята е само едно камъче в космоса. Църквата вече не може да твърди, че е центърът на вселената, защото такъв център не съществува.

През 1584 г. Джордано Бруно обобщава възгледите си със следните думи: „Космоса смятам за безкраен…^[56] В него има безброй много светове като нашия“. Днес, повече от четири века по-късно, в Млечния път са регистрирани около 4000 планети извън Слънчевата система и броят им нараства почти всеки ден. (Към 2017 г. НАСА има данни за 4496 предполагаеми планети, открити с космическия телескоп „Кеплер“, и за 2330 от тях има потвърждение.)

Ако отидете в Рим, може да посетите площад „Кампо деи Фиори“ („Полето на цветята“), където се издига внушителна статуя на Джордано Бруно, разположена точно на мястото на неговата екзекуция. Когато бях там, площадът беше пълен с хора, тръгнали по магазините, и може би не всички си даваха сметка, че това е било място за екзекуция на еретици. Но статуята на Бруно е мълчалив свидетел на събиранията на млади бунтари, хора на изкуството и улични музиканти, които неслучайно ходят там. Докато съзерцавах тази мирна сцена, се запитах каква ли е била обществената атмосфера по времето на Джордано Бруно, че хората толкова много да се озлобят срещу него. Какво ги е накарало да искат един скитащ философ да бъде изтезаван и убит?

Идеите на Джордано Бруно събират прах в продължение на векове, защото е изключително трудно да бъде открита планета извън Слънчевата система и преди се е смятало за почти невъзможно. Планетите не греят със собствена светлина. Отразената от тях светлина е близо милиард пъти по-слаба от сиянието на звездата, около която се въртят, и те може да останат незабелязани на фона на силния звезден блясък. Но благодарение на гигантските телескопи и базираните в космоса детектори, с които разполагаме днес, потокът от нови данни доказва правотата на Джордано Бруно.

Типична ли е Слънчевата система

В детските си години прочетох една книга по астрономия, която промени представата ми за вселената. В нея се описваха планетите и се правеше изводът, че Слънчевата система вероятно е типичен пример за звездна система, както твърди навремето и Джордано Бруно. Но това далеч не бе всичко. Пишеше още, че в другите системи планетите, изглежда, обикалят около своята звезда в почти идеални кръгови орбити, също както в Слънчевата система. Тези от тях, които са по-близо до звездата, са твърди, а по-отдалечените са газови гиганти. Слънцето е като повечето други звезди.

Простичката представа, че живеем в обикновено тихо „предградие“ на галактиката, действа успокоително.

Но всичко това е много далеч от истината.

Днес знаем, че сме особен случай — устройството на Слънчевата система, с нейните подредени планети и почти кръгови орбити, е рядко срещано в Млечния път. Сега, когато започваме да изследваме други звезди, се натъкваме на системи — описани в „Енциклопедия на планетите извън Слънчевата система“ — които са напълно различни от нашата. Един ден може да се окаже, че в тази енциклопедия е и бъдещият ни дом.

Професорът по планетарни науки в Масачузетския технологичен институт Сара Сийгър, която според списание „Тайм“ е една от 25-те най-влиятелни личности в областта на космическите изследвания, е сред водещите астрономи, имащи отношение към въпросната енциклопедия. Веднъж я попитах дали като малка е проявявала интерес към науката. Тя ми призна, че всъщност не се е интересувала от наука, но специално луната е привлякла вниманието й. Изглеждало й странно, че когато татко й я возел с колата, луната ги следвала навсякъде. Как може нещо толкова далечно да следва един автомобил?

(Тази илюзия се дължи на така наречения паралакс. Ние преценяваме разстоянията визуално. Когато сме в движение, близките до нас обекти, например крайпътните дървета, сякаш се движат най-бързо, а далечните обекти, като планините, изобщо не променят местоположението си. Но ако непосредствено до нас има нещо, което също се движи, на нас ни се струва, че и то не променя местоположението си. Човешкият мозък възприема далечните обекти като луната по същия начин, както близките обекти, например волана на автомобила, и така у нас се създава впечатлението, че и двете се движат заедно с нас през цялото време. Много от НЛО-тата, които уж следват автомобилите на хората, всъщност са планетата Венера и тази заблуда също се дължи на ефекта паралакс.)

Интересът на Сара Сийгър към космоса прераства в страст за цял живот. Някои родители купуват телескоп на любознателните си деца, но Сара сама си купува първия телескоп с парите, които е спечелила от работа през лятото. На 15-годишна възраст тя с вълнение разказва на две приятелки за току-що наблюдаваното взривяване на една звезда — свръхнова 1987а. Това е исторически момент, защото 1987а е най-близката до нас свръхнова след 1604 г., и в този ден Сара се кани да отиде на парти, за да отпразнува изключителното събитие. Но приятелките й остават крайно учудени. Изобщо не разбират какво им говори.

Ентусиазмът на проф. Сийгър и удивлението й пред чудесата на вселената са в основата на блестящата й кариера, свързана с изследването на екзопланетите — научна дисциплина, която съществува едва от две десетилетия, но днес е една от най-актуалните астрономически специалности.

Методи за откриване на екзопланети

Екзопланетите трудно могат да бъдат наблюдавани директно, затова астрономите ги откриват чрез цял арсенал от индиректни способи. Проф. Сара Сийгър подчерта пред мен, че астрономите са сигурни в резултатите си, защото идентифицират екзопланетите по няколко начина. Един от най-често използваните е транзитният метод. При анализа на звездната светлина понякога се установява, че интензитетът й отслабва периодически. Промяната е малка, но говори за наличието на планета, която, гледано от Земята, минава пред звездата и отнема част от яркостта й. Движението на планетата може да се проследи и параметрите на орбитата й може да се изчислят.

Планета с размерите на Юпитер би намалила яркостта на звезда като Слънцето с около 1%. Ако планетата е като Земята, намалението би било с 0,008%. Това съответства на ефекта от прелитането на комар пред автомобилен фар. За щастие, казва проф. Сийгър, съвременните прибори са толкова чувствителни и точни, че могат да засекат и най-малките промени в яркостта и да установят наличието на повече от една планета около дадена звезда, което означава цяла звездна система. Не всички екзопланети обаче минават пред звездите си. Някои от тях имат скосена орбита и затова не могат да бъдат наблюдавани чрез транзитния метод.

Методът на радиалната скорост, известен още като Доплеров метод, също се използва често: при него астрономите търсят звезда, която привидно се движи напред-назад с равномерен ритъм. Ако около тази звезда обикаля голяма планета с размерите на Юпитер, тогава звездата и планетата всъщност обикалят една около друга. Все едно имаме въртяща се гира. Двете тежести на гирата (звездата и планетата) се въртят около общ център.

Отдалеч тази голяма планета е невидима, но ясно се вижда как нейната звезда се движи с математическа точност. Скоростта на движение на звездата може да се изчисли с помощта на Доплеровия метод. (Например при движение на жълта звезда по посока към Земята светлинните вълни се свиват като мях на акордеон и жълтата светлина придобива лек синкав оттенък. При движение в обратната посока вълните се разтягат и светлината става червеникава. Скоростта на звездата може да се определи въз основа на промяната на светлинната честота при движението на звездата напред-назад по отношение на детектора. Принципът е сходен с този при лазерните радари на пътна полиция. Скоростта на автомобила се определя въз основа на промените в отразената лазерна светлина.)

Чрез внимателни изследвания на дадена звезда в продължение на седмици или месеци учените могат да измерят предполагаемата маса на съответната планета въз основа на закона на Нютон за гравитацията. Доплеровият метод отнема време, но именно чрез него е открита първата екзопланета през 1992 г., след което астрономите започват да се надпреварват кой ще открие следващата. Първите открити планети са гиганти като Юпитер, защото в този случай движението на съответната звезда е с по-голяма амплитуда.

Транзитният и Доплеровият метод са двата главни способа за търсене на планети извън Слънчевата система, но в последно време се въвеждат и други. Един от тях е директното наблюдение, което, както вече споменахме, е трудно осъществимо. Но проф. Сара Сийгър се радва, че НАСА планира да разработи космически сонди, които ще могат внимателно и прецизно да неутрализират звездния блясък, който прави планетите трудно откриваеми.

Използването на гравитационни лещи може би е обещаващ алтернативен метод, макар че той действа само ако Земята, екзопланетата и нейната звезда са подредени в права линия. Според Айнщайновата теория за гравитацията светлината може да се огъне при преминаването си покрай небесно тяло, защото всеки обект с голяма маса променя тъканта на времепространството около себе си. Дори обектът да е невидим за нас, той ще промени траекторията на светлината, както я променя например и чистото стъкло. Ако някоя планета застане точно пред далечна звезда, светлината на звездата ще се изкриви във формата на пръстен. Това се нарича Айнщайнов пръстен и е признак за наличието на голям обект между наблюдаващия и звездата.

Данните от „Кеплер“

През 2009 г. е извършен решителен пробив с изстрелването на космическия телескоп „Кеплер“^[57], който е предназначен специално за откриването на планети извън Слънчевата система чрез транзитния метод. Апаратът надминава и най-смелите очаквания на астрономическата общност. След космическия телескоп „Хъбъл“ това е може би най-продуктивният сателит за всички времена. „Кеплер“ е истинско чудо на инженерната техника с тегло 1 тон, огледало с внушителен диаметър от 1,4 м и цял куп високотехнологични сензори. За да бъде максимално ефективен, той трябва дълго „да се взира“ в дадена точка в космоса, затова обикаля в орбита около Слънцето, а не около Земята. От позицията си в открития космос, която е на разстояние до 160 милиона километра от Земята, с помощта на система от жироскопи „Кеплер“ се фокусира върху една четиристотна част от небесната сфера — малък участък в посока към съзвездието Лебед. В рамките на този малък сектор телескопът анализира близо 200 000 звезди и открива хиляди планети. Получените данни карат учените да преосмислят положението ни във вселената.

Вместо да открият други звездни системи, подобни на нашата, астрономите установяват нещо абсолютно неочаквано: планети с всякакви размери, обикалящи на всякакви разстояния около своите звезди. „Има планети, които не приличат на никоя от планетите в Слънчевата система^[58], някои от тях по големина са между Земята и Нептун, а има и много по-малки от Меркурий — казва проф. Сийгър. — Но досега още не сме намерили двойник на Слънчевата система“. Получени са толкова много странни данни, че астрономите не разполагат с достатъчно теории, за да ги обяснят. „Колкото повече знаем, толкова по-малко разбираме — признава тя. — Пълен хаос“.

Дори при най-обикновените екзопланети има неща, които трудно могат да бъдат обяснени. Много от гигантите с размерите на Юпитер, които най-лесно са били открити, се движат в орбити със силно изразена елиптична форма, а не почти кръгова, както се е очаквало.

Има и гиганти с кръгова орбита, но те пък са толкова близо до звездата си, че ако тази звезда беше Слънцето, щяха да са не по-далеч от Меркурий. Тези газови гиганти са от типа „горещ Юпитер“ и слънчевият вятър непрекъснато издухва атмосферата им в космоса. Но в миналото астрономите са смятали, че планетите с размерите на Юпитер се образуват в открития космос на милиарди километри от своята звезда. Ако е така, как после се приближават толкова много до звездата?

Проф. Сийгър признава, че астрономите нямат категоричен отговор на този въпрос. Най-вероятният отговор е същевременно изненадващ. Според една от теориите всички газови гиганти се образуват във външната част на съответната звездна система, където има много лед, около който може да се струпа газообразен водород и хелий, както и прах. Но в някои случаи из цялата звездна система има пръснато голямо количество прах. От триенето с този прах газовият гигант постепенно губи енергия и влиза в спирала на смъртта, която го приближава към звездата.

Това обяснение води до еретичния извод, че планетите мигрират — нещо нечувано преди. (При приближаването си към звездата гигантът може да пресече пътя на малка планета като Земята и да я запокити в космоса. Тази малка твърда планета може да стане планета сирак, която се рее сама из космическото пространство и не е подвластна на никоя звезда. Ето защо е малко вероятно да бъде открита подобна на Земята планета в звездна система, в която планети с размерите на Юпитер се движат в орбити със силно изразена елиптична форма или са много близо до звездата.)

Погледнато от позицията на днешния ден, тези странни данни са напълно закономерни. След като в Слънчевата система планетите се движат мирно и тихо в кръгови орбити, астрономите са предположили, че сферите от прах, водород и хелий във всяка новообразуваща се звездна система се кондензират равномерно. Днес обаче знаем, че е по-вероятно гравитацията да ги компресира неравномерно, на случаен принцип, и образувалите се по този начин планети често се движат в елиптични или неправилни орбити, които може да се пресичат и да водят до сблъсъци. Това е важно, защото не е изключено животът да е възможен само в звездни системи с кръгови планетарни орбити, каквато е Слънчевата система.

Планети с размерите на Земята

Подобните на Земята планети са малки и затова отнемат незначителна част от яркостта на своята звезда и предизвикват трудно доловимо изкривяване на светлината. Но с помощта на космическия апарат „Кеплер“ и гигантски телескопи астрономите започват да откриват планети тип Свръхземя, които приличат на Земята по това, че са изградени от твърда скална маса и предлагат условия за живот (такъв, какъвто го познаваме), но са по-големи от нашата планета с 50 до 100%. Засега не знаем нищо за произхода им, но през 2016 и 2017 г. в тази област са направени редица сензационни открития, около които се вдига много медиен шум.

Проксима Центавър е най-близката звезда до Земята, ако изключим Слънцето. Тя е част от система от три звезди и обикаля около двете по-големи — Алфа Центавър А и Алфа Центавър Б, които пък обикалят една около друга. Неотдавна астрономите с удивление откриват, че около Проксима Центавър обикаля планета, която е само с 30% по-голяма от Земята. Дават й названието Проксима Б.

„Това е революция в науката за екзопланетите^[59] — заявява астрономът Рори Барнс от Вашингтонския университет в Сиатъл. — Това, че е толкова близо, ни дава възможност да я наблюдаваме по-добре от всички други открити досега планети“. Някой от новите гигантски телескопи, които се строят в момента (например телескопът „Джеймс Уеб“), може би ще успее да направи първата снимка на Проксима Б. Професор Сара Сийгър отбелязва: „Това е невероятно.^[60] Кой би предположил, че след толкова години догадки накрая ще открием планета около най-близката до нас звезда?“

Звездата, в чиято система се намира планетата Проксима Б, представлява червено джудже със слаба светлина и с маса равна на едва 12% от масата на Слънцето, така че за да попадне планетата в потенциално обитаемата зона около звездата, би трябвало да се намира сравнително близо до нея — тогава би могло да има течна вода и евентуално океани. Радиусът на орбитата на Проксима Б е едва 5% от радиуса на земната орбита около Слънцето. Освен това Проксима Б се върти около звездата си много по-бързо, като извършва една пълна обиколка за 11,2 дена. Въпросът дали планетата предлага условия за живот във вида, в който го познаваме, е обект на разгорещени обсъждания. Едно от най-големите опасения на учените е, че тя навярно се намира под масираното въздействие на звезден вятър, който е може би 2000 пъти по-интензивен от слънчевия вятър, достигащ Земята. За да се защити от него, Проксима Б има нужда от силно магнитно поле. Засега не разполагаме с достатъчно данни, които да покажат дали съществува такова магнитно поле.

Предполага се, че е възможно Проксима Б да обикаля около звездата си на принципа на синхронното въртене, при което планетата винаги е обърната с една и съща страна към звездата, също както Луната винаги е обърната с една и съща страна към Земята. Ако това е така, едната страна на планетата би трябвало да е постоянно гореща, а другата — постоянно студена. Тогава съществуването на океани от течна вода би било възможно само в тясна ивица на границата между тези две полукълба, където температурата е умерена. Но ако планетата има достатъчно гъста атмосфера, температурите може да се уравновесяват благодарение на вятъра и в такъв случай е възможно да има течни океани по цялата повърхност.

Следващата стъпка е да се определи съставът на атмосферата и дали в нея се съдържа вода или кислород. Проксима Б е открита чрез Доплеровия метод, но химичният състав на атмосферата й може да се изследва най-добре чрез транзитния метод. Когато дадена екзопланета минава точно пред звездата си, звездната светлина прорязва атмосферата й. Молекулите на някои вещества в атмосферата абсорбират светлина с определена дължина на вълната, което дава възможност на учените да установят вида на молекулите. Но това може да стане само ако траекторията на екзопланетата го позволява, а шансът това да е така при Проксима Б е едва 1,5%.

Ако на земеподобна планета се установи наличието на молекули водна пара, това би било удивително откритие. Проф. Сара Сийгър посочва: „При положение че планетата е малка и твърда, там може да има водни пари само ако на повърхността й има течна вода. Тоест ако открием водни пари на такава твърда планета, от това следва, че там има и течни океани“.

Седем планети като Земята около една звезда

През 2017 г. е направено още едно уникално откритие. Става дума за звездна система, чието устройство е в разрез с всички теории за планетарната еволюция. В нея има седем планети с размерите на Земята, които обикалят около звездата ТРАПИСТ-1. Три от тези планети са в „зоната на Златокоска“ и на тях е възможно да има океани. „Тази планетна система е удивителна, не само защото са открити толкова много планети, но и защото всички те приличат по размер на Земята“^[61], казва Микаел Гилон, ръководител на белгийския научен екип, направил откритието. (Названието ТРАПИСТ идва от името на използвания телескоп, но е също и препратка към известната белгийска „Трапистка бира“.)

ТРАПИСТ-1 е червено джудже, което се намира само на 38 светлинни години от Земята, а масата му е равна на едва 8% от масата на Слънцето. Също както при Проксима Центавър, около звездата има потенциално обитаема зона. При съпоставка със Слънчевата система се вижда, че орбитите на всичките седем планети биха попаднали в рамките на орбитата на Меркурий. Всяка от планетите извършва една пълна обиколка около звездата за по-малко от три седмици, а най-вътрешната от тях прави това за 36 часа. Поради значителната компактност на тази звездна система между планетите има гравитационно взаимодействие и на теория те биха могли да нарушат собствената си конфигурация и да се сблъскат. Бихме помислили, че ще се скупчат на едно място. Но според анализ от 2017 г. планетите са в резонанс, тоест орбитите им са синхронизирани помежду си и не се очакват сблъсъци. Звездната система изглежда стабилна. Но също както при Проксима Б, астрономите изследват възможния ефект от звездните изригвания и синхронното въртене.

В сериала „Стар Трек“ всеки път, когато звездолетът „Ентърпрайз“ наближи планета като Земята, Спок съобщава, че приближават към „планета от клас М“. Всъщност в астрономията няма такъв клас — поне засега. Но след като вече са регистрирани хиляди нови видове планети, включително най-различни подобия на Земята, въвеждането на нова класификация е само въпрос на време.

Двойник на Земята?

Някъде в космоса може и да съществува планета двойник на Земята, но засега тя ни убягва. Открити са обаче близо 50 планети тип Свръхземя. Особено интересна е Кеплер-4526, която е открита с помощта на космическия телескоп „Кеплер“ през 2015 г. и се намира на около 1400 светлинни години от нас. Тя е с 50% по-голяма от нашата планета, така че на нейната повърхност щяхме да сме по-тежки, отколкото на Земята, но иначе условията за живот вероятно не са много различни. За разлика от екзопланетите, които обикалят около червени джуджета, Кеплер-4526 се движи в орбита около звезда, чиято маса е с 3,7% по-голяма от тази на Слънцето. Тя прави една пълна обиколка около звездата за 385 земни дни, а равновесната й температура е -8,3°C, малко по-висока от тази на Земята. Планетата се намира в рамките на потенциално обитаемата зона. Редица астрономи, които търсят извънземен разум, са настроили радиотелескопите си за получаване на съобщения от цивилизация, която би могла да съществува на тази планета, но досега не са засекли подобни сигнали. Поради голямата отдалеченост на Кеплер-4526 дори със следващото поколение телескопи няма да може да се събере кой знае каква информация за състава на атмосферата й.

Планетата Кеплер-226, която се намира на 600 светлинни години от нас и е 2,4 пъти по-голяма от Земята, също се проучва. Орбитата й е с 15% по-малка от тази на Земята (извършва една пълна обиколка около звездата си за 290 дни), но яркостта на звездата (Кеплер-22) е с 25% по-слаба от тази на Слънцето. Тези две обстоятелства взаимно се компенсират, затова се предполага, че температурата на повърхността на планетата е сравнима със земната. Тази планета също е в границите на потенциално обитаемата зона.

Но най-много внимание се отделя на планетата КОИ 7711, защото по данни към 2017 г. тя има най-много прилики със Земята. С 30% е по-голяма от нашата планета, а звездата й много прилича на Слънцето. Няма опасност да бъде изпепелена от звездни изригвания. Една година там е почти равна на една земна година. КОИ 7711 се намира в границите на потенциално обитаемата зона около своята звезда, но засега не разполагаме с нужната технология, за да определим дали атмосферата й съдържа водни пари. Изглежда, че там са налице всички условия за съществуването на някаква форма на живот. Но тази екзопланета е на 1700 светлинни години от нас и е най-отдалечената от трите описани дотук.

След направените анализи на множество такива малки планети астрономите установяват, че повечето от тях могат да се разделят на две категории. Едната е категорията Свръхземя, която вече разгледахме. Другата е Мининептун. Тя включва газови планети от два до четири пъти по-големи от Земята, които не приличат на никое от небесните тела в непосредствена близост до нас (самата планета Нептун — тази в Слънчевата система — е четири пъти по-голяма от Земята). След като бъде открита нова малка планета, астрономите се опитват да преценят към коя от двете категории спада. Нещо подобно правят и биолозите, когато трябва да решат дали дадено новооткрито животно е бозайник или влечуго. Остава загадка защо тези категории не са представени в Слънчевата система, след като са толкова разпространени в други части на космоса.

Планети сираци

Планетите сираци са едни от най-странните небесни тела, открити до днес. Те не обикалят около звезда, а скитат из галактиката. Навярно всяка от тях се е образувала в рамките на една или друга звездна система, но после е попаднала в обсега на екзопланета с размерите на Юпитер и е била запокитена в открития космос. Както вече видяхме, гигантите с размерите на Юпитер често имат елиптична орбита или мигрират по спираловидна траектория към своята звезда. Сигурно по пътя си попадат на по-малки планети, в резултат на което планетите сираци може би са по-многобройни от обикновените планети. Някои компютърни модели показват, че преди милиарди години от Слънчевата система също са били изхвърлени десетина планети сираци.

Тъй като планетите сираци се намират далеч от източниците на светлина и самите те не греят със собствена светлина, опитите за тяхното откриване преди са изглеждали безнадеждни. Но все пак астрономите са открили някои от тях с помощта на гравитационни лещи, макар че този метод изисква фоновата звезда, планетата сирак и наземният детектор да бъдат разположени по права линия — нещо, което се случва много рядко. Това означава, че е необходимо да бъдат наблюдавани милиони звезди, за да се открият няколко планети сираци. Хубавото е, че този процес може да се автоматизира и търсенето да се извършва не от астрономи, а от компютри.

Досега са идентифицирани 20 вероятни планети сираци, една от които е само на 7 светлинни години от Земята. Но при едно неотдавнашно изследване, по време на което японски астрономи проучват 50 милиона звезди, са намерени още 470 кандидати за категорията планети сираци. Японците предполагат, че на всяка звезда в Млечния път се падат средно по две планети сираци. Според други астрономи планетите сираци вероятно са 100 000 пъти повече от обикновените планети.

Възможно ли е на планетите сираци да съществува живот във вида, в който го познаваме? Зависи. Подобно на Юпитер и Сатурн, някои от тези планети може да имат голям брой спътници, обвити в лед. В такъв случай приливните сили биха могли да разтопят леда и така да се образуват океани, в които може да възникне живот. Освен приливните сили и звездната светлина има и още един потенциален източник на енергия, благодарение на който може да се зароди живот на някоя планета сирак — и това е радиоактивността.

За да илюстрираме тази възможност, нека да се обърнем към историята на науката. В края на XIX в. едно просто изчисление, направено от физика лорд Келвин, показва, че Земята би трябвало да се е охладила няколко милиона години след образуването си и сега да е скована от мраз и без условия за живот. Този извод поражда дебат с биолозите и геолозите, които твърдят, че Земята съществува от милиарди години. Накрая физиците разбират грешката си, когато Мария Кюри и други учени откриват радиоактивността. В ядрото на Земята има радиоактивни вещества с дълъг период на полуразпад, като например уран, и точно тяхната енергия е държала земното ядро горещо в продължение на милиарди години.

Астрономите предполагат, че планетите сираци също може да имат радиоактивно ядро и да са сравнително топли. Такова ядро би осигурило необходимата температура за горещи извори и вулканична активност на дъното на евентуален океан, където може да се образуват органични съединения и да възникне живот. Тоест ако планетите сираци наистина са толкова много, колкото предполагат някои астрономи, може да се окаже, че най-вероятното място в галактиката, където може да бъде открит живот, са именно планетите сираци и техните спътници, а не потенциално обитаемите зони около звездите.

Странни планети

Астрономите изследват и голям брой изключително странни планети, някои от които не се поддават на категоризация.

Във филма „Междузвездни войни“ планетата Татуин обикаля около две звезди. Някои учени смятат тази идея за смехотворна, защото подобна планета би имала нестабилна орбита и би се сблъскала с някоя от звездите. Но в действителност са регистрирани случаи, в които една планета обикаля около три звезди, например в системата Алфа Центавър. Също така има системи от по четири звезди, в които звездите са разделени на две двойки и тези двойки обикалят една около друга.

Открита е планета, която сякаш е изградена от диаманти. Нарича се 55 Канкри Е и е близо два пъти по-голяма от Земята, но по тегло я надвишава около осем пъти. През 2016 г. с помощта на космическия телескоп „Хъбъл“ е извършен успешен анализ на атмосферата й, което никога преди не е било правено по отношение на твърда екзопланета. Данните показват наличие на водород и хелий, но не и водни пари. По-късно е установено, че планетата е богата на въглерод, който е може би около една трета от цялата й маса. Освен това температурата е изключително висока — цели 5400 келвина. Според една от теориите температурата и налягането в ядрото на планетата са толкова високи, че тя е станала диамантена. Но тези скъпоценни залежи, ако наистина ги има, се намират на 40 светлинни години от нас, така че към днешна дата добивът им е невъзможен.

За някои планети се предполага, че са водни или ледени. Това не е изненадващо. Смята се, че през ранния период от своето съществуване Земята също е била покрита с лед и е приличала на замръзнала снежна топка. А през междуледниковите периоди е била залята с вода. През 2009 г. е открита планетата Глизе 12146 — първата от общо шест идентифицирани до днес екзопланети, за които се предполага, че са покрити с вода. Тя се намира на 42 светлинни години от Земята и е шест пъти по-голяма от нея. Тази планета е 70 пъти по-близо до своята звезда, отколкото Земята, и е извън потенциално обитаемата зона. Температурата й вероятно достига до 280°C, затова там, изглежда, не може да съществува живот във вида, в който го познаваме. Но при преминаването на Глизе 12146 пред нейната звезда учените са анализирали светлината в атмосферата й с помощта на различни филтри и така са установили наличието на значителни количества вода. Водата може да не е в обичайното за нас течно състояние поради много високата температура и силното налягане. Това означава, че Глизе 12146 сигурно е „парна планета“.

По отношение на звездите също е установен един поразителен факт. Преди се е смятало, че нашето жълто Слънце е типична за вселената звезда, но сега астрономите са на мнение, че преобладават слабо светещите червени джуджета, чиято яркост е малък процент от яркостта на Слънцето и затова те обикновено не се виждат с просто око. Според една оценка 85% от звездите в Млечния път са червени джуджета. Колкото по-малка е дадена звезда, толкова по-бавно протича изгарянето на водород в нея и толкова по-дълго може да грее тя. Червените джуджета могат да съществуват трилиони години, докато очакваната продължителност на съществуването на Слънцето е едва 10 милиарда години. Навярно не е изненада, че звездите Проксима Центавър и ТРАПИСТ-1 са червени джуджета, щом като този вид звезди са толкова разпространени. Зоните около червените джуджета са може би едни от най-перспективните области за намирането на земеподобни планети.

Галактическо преброяване

Броят на планетите, изследвани с космическия телескоп „Кеплер“, е достатъчен за извършването на приблизително преброяване в галактиката Млечен път. Данните показват, че в галактиката има средно по една планета за всяка звезда. Близо 20% от звездите имат около себе си подобни на Земята планети — тоест подобни по размер и с орбита в рамките на потенциално обитаемата зона. Звездите в Млечния път са към 100 милиарда, следователно около нас може би съществуват 20 милиарда планети като Земята. И това е консервативна оценка — действителният брой може да е много по-голям.

За съжаление, след като „Кеплер“ осигурява невероятен обем данни, които променят представите ни за вселената, апаратът започва да показва дефекти. През 2013 г. един от жироскопите му започва да се разваля и това пречи на телескопа да се фокусира за по-дълго време върху конкретна планета.

Но вече се планират други мисии, които ще ни позволят да разширим познанията си за екзопланетите. През 2018 г. ще бъде изстрелян „Сателит за наблюдение на екзопланети чрез транзитния метод“ (TESS). За разлика от „Кеплер“, той ще изследва цялото небе. За две години ще проучи 200 000 звезди, като се концентрира върху такива, които са между 30 и 100 пъти по-ярки от наблюдаваните с „Кеплер“, както и върху всички възможни планети, подобни на Земята или от клас Свръхземя, в нашата част на галактиката, които се очаква да наброяват около 500. Космическият телескоп „Джеймс Уеб“ също ще бъде изстрелян скоро, за да замени „Хъбъл“ и да фотографира някои от тези екзопланети.

Подобните на Земята планети вероятно ще бъдат сред основните дестинации за бъдещите звездолети. Сега, когато започва задълбоченото им изследване, е важно да разгледаме две теми: първо, живот в космоса и свързаните с него биологически императиви, и второ, срещата с извънземни форми на живот. Преди всичко трябва да помислим за съществуването си на Земята и как можем да го подобрим, за да се справим с новите предизвикателства. Може би ще се наложи да се променим — да увеличим продължителността на човешкия живот, да усъвършенстваме физиологията си и дори да коригираме генетичните си дадености. Ще трябва и да свикнем с мисълта, че на чуждите планети може да се натъкнем на всякакви форми на живот, от прости микроорганизми до развити цивилизации. Кой живее там горе и какво ще стане, ако го срещнем?