Sud'ba planetnyh sistem

G. M. Rudnickii

Gosudarstvennyi astronomicheskii institut im. P.K. Shternberga

 

 

V sredstvah massovoi informacii lyubimye strashilki dlya shirokoi publiki – vselenskie katastrofy: obval zemnogo klimata, padenie asteroida, pogloshenie Solnechnoi sistemy chernoi dyroi, gryadushii vzryv Solnca. Eshe opasnosti iz kosmosa, kotorymi poradoval zhurnal "Russkaya Amerika": blizkaya vspyshka sverhnovoi; vozmozhno, takovoi stanet krasnyi gigant Mira, kotoryi uzhe nachal "podozritel'no pul'sirovat'". Etot gigant v neskol'ko soten raz bol'she Solnca, a chem bol'she zvezda, "tem bol'she veroyatnost' vzryva". Ostavlyaya na "sovesti" avtorov citirovannyh publikacii vsyakuyu ahineyu, kotoraya k nauke otnosheniya ne imeet, popytaemsya izvlech' racional'noe zerno: chto zhe ozhidaet Solnce i nashu planetnuyu sistemu v budushem – i ne tol'ko nashu. V poslednie gody bolee chem u sotni blizkih zvezd obnaruzheny planetnye sistemy. Okazyvaetsya, i planety ne vechny. Osobenno pechal'naya sud'ba zhdet planety, blizkie k svoim zvezdam. Kakaya imenno – ob etom i govoritsya v dannoi stat'e.

Mesto krasnyh gigantov v evolyucii zvezd

 

Tak prodolzhal ya peredvigat'sya vo vremeni ogromnymi skachkami, kazhdyi v tysyachu let i bol'she, uvlechennyi tainami sudeb Zemli i v sostoyanii kakogo-to gipnoza nablyudaya, kak Solnce na zapade stanovitsya vse ogromnei i tusklei, kak ugasaet zhizn'. Nakonec, bol'she chem cherez tridcat' millionov let ogromnyi krasnyi kupol Solnca zaslonil soboi desyatuyu chast' potemnevshego neba.       Gerbert Uells. "Mashina vremeni"

Solnce – ryadovaya zvezda spektral'nogo klassa G2. Ono zanimaet mesto primerno v seredine diagrammy Gercshprunga–Ressela (G–R). Po gorizontal'noi osi diagrammy otlozhen spektral'nyi klass zvezdy, po vertikal'noi – svetimost'. Spektral'nyi klass zvezdy opredelyaetsya ee temperaturoi. Naibolee goryachie zvezdy raspolozheny v levoi chasti diagrammy G–R, naibolee holodnye – v pravoi. Odnako tochki, izobrazhayushie zvezdy, ne zapolnyayut diagrammu ravnomerno. Po diagonali diagrammy prohodit polosa, gde plotnost' tochek naibol'shaya. Eto tak nazyvaemaya glavnaya posledovatel'nost'. Zvezdy na glavnoi posledovatel'nosti provodyat bol'shuyu chast' svoei zhizni, no rano ili pozdno pokidayut ee, chto by pereiti v drugoe sostoyanie. V techenie evolyucii zvezdy menyayutsya i ee temperatura, i ee svetimost'. Tochka, sootvetstvuyushaya zvezde, peremeshaetsya po diagramme. Krivaya, po kotoroi peremeshaetsya tochka – tak nazyvaemyi evolyucionnyi trek zvezdy. Konechno, diagramma G–R – eto kak by zastyvshii mgnovennyi snimok. No teoriya zvezdnoi evolyucii pozvolyaet dlya zvezdy lyuboi massy prosledit' ee evolyucionnyi trek na diagramme G–R. Oblasti ili polosy na diagramme, naibolee zapolnennye zvezdami, mogut rasskazat' o tom, kuda napravlyayutsya zvezdy v techenie svoego zhiznennogo puti – v tom chisle i posle prebyvaniya na glavnoi posledovatel'nosti diagrammy G–R.

Nashe Solnce – odna iz zvezd glavnoi posledovatel'nosti – nahoditsya primerno v seredine dlitel'nogo stabil'nogo etapa svoei zhizni. Vozrast Solnca okolo 5 milliardov let, i za vse vremya ego svetimost' menyalas' ne bolee chem na 30% bez kakih-libo rezkih skachkov. Eto pozvolilo nashei planetnoi sisteme sushestvovat' v pochti neizmennyh usloviyah, dalo zhizni vozmozhnost' vozniknut' i razvit'sya, po krainei mere, na odnoi planete Solnechnoi sistemy – na Zemle. Odnako v svoe vremya – cherez primerno 5.7 mlrd. let – spokoinaya zhizn' dlya Solnechnoi sistemy zakonchitsya. Soglasno teorii zvezdnoi evolyucii, vse zvezdy, imeyushie massu ot odnoi do neskol'kih mass Solnca (M_o), na zaklyuchitel'nom etape vstupayut v fazu krasnogo giganta. Osnovnaya prichina perehoda k krasnomu gigantu – perestroika processov yadernogo goreniya v nedrah zvezdy. Na glavnoi posledovatel'nosti osnovnoi istochnik energii v zvezdah – prevrashenie vodoroda v gelii.

Vnutrennee stroenie krasnogo giganta

Kogda v yadre zvezdy ischerpano vodorodnoe goryuchee, nachinaetsya szhatie yadra. Temperatura povyshaetsya do ~10⁸ K, i stanovyatsya vozmozhnymi yadernye reakcii, privodyashie k obrazovaniyu iz treh yader geliya odnogo yadra ugleroda-12: 3 ⁴He ¹²C. Reakciya ugleroda s geliem privodit k obrazovaniyu kisloroda: ¹²C + ⁴He ¹⁶O. Zatem i gelii v yadre zakanchivaetsya. Zvezdnoe yadro k etomu vremeni sostoit v osnovnom iz ugleroda s primes'yu izotopov kisloroda i bolee tyazhelyh elementov. V dvuh sloyah, okruzhayushih yadro, yadernye reakcii prodolzhayutsya: v prilegayushei k yadru obolochke prodolzhaet goret' gelii, v bolee vneshnei – vodorod. Radius zvezdy uvelichivaetsya mnogokratno, ot velichin poryadka odnogo radiusa Solnca (R_o) do soten R_o. U zvezdy razvivaetsya moshnaya konvektivnaya zona, kotoraya zanimaet do 99.9% radiusa zvezdy (R_*). Temperatura poverhnosti padaet do 2000–3000 K, no svetimost' vozrastaet za schet uvelicheniya razmerov zvezdy i dostigaet neskol'kih tysyach svetimostei Solnca. V eto vremya zvezda bystro (zvezdy solnechnoi massy – za neskol'ko millionov let) peremeshaetsya na diagramme G–R s glavnoi posledovatel'nosti snachala na gorizontal'nuyu vetv', gde ee svetimost' menyaetsya malo, a temperatura padaet. Zatem zvezda vstupaet na vetv' krasnyh gigantov, a zatem podnimaetsya eshe vyshe, k vershine svoei evolyucii na diagramme G–R i dostigaet asimptoticheskoi vetvi gigantov (AVG). AVG byla nazvana tak potomu, chto zvezdy raznyh mass za raznoe vremya "asimptoticheski" priblizhayutsya primerno k odnoi i toi zhe oblasti diagrammy G–R.

Kogda zvezda nahoditsya na AVG, ona nachinaet intensivno teryat' veshestvo. Obrazuetsya protyazhennaya gazopylevaya obolochka, kotoraya, rasshiryayas', rasseivaetsya v mezhzvezdnoi srede. Skorost' poteri massy u raznyh zvezd – krasnyh gigantov mozhet dostigat' 10^-7–10^-5 M_o/god. Stadiya poteri massy na AVG – ot neskol'kih soten tysyach do neskol'kih millionov let – ochen' kratkovremenna po sravneniyu so vremenem zhizni zvezdy solnechnoi massy na glavnoi posledovatel'nosti. Zvezda s massoi poryadka solnechnoi rastrachivaet na AVG znachitel'nuyu chast' svoego veshestva. Po mere togo, kak zvezda osvobozhdaetsya ot vneshnih holodnyh sloev, ee temperatura bystro rastet, i zvezda bystro smeshaetsya vlevo po diagramme G–R. Etomu sostoyaniyu sootvetstvuet vetv' Post AVG ("posle asimptoticheskoi vetvi"). V rezul'tate konvektivnaya obolochka polnost'yu sbrasyvaetsya, i ot zvezdy ostaetsya vyrozhdennoe yadro – belyi karlik s temperaturoi poverhnosti do 50 000 K, kotoryi ne imeet yadernyh istochnikov energii i v posleduyushem medlenno ostyvaet. Zvezda na diagramme G–R bystro "padaet" vniz, v oblast' belyh karlikov. Sbroshennaya okolozvezdnaya obolochka ionizuetsya pod deistviem ul'trafioletovogo izlucheniya goryachego belogo karlika i obrazuet vokrug nego planetarnuyu tumannost'. Tak zakanchivayut svoi zhiznennyi put' zvezdy solnechnogo tipa. Vpervye podobnaya ideya byla vyskazana sovetskim astrofizikom I.S. Shklovskim v 1956 g. (Astron. zhurnal, t. 33, N 3, s. 315–329), kotoryi obratil vnimanie, chto yadro krasnogo giganta – eto gotovyi belyi karlik, kotoromu ostaetsya lish' osvobodit'sya ot okruzhayushei obolochki. V nastoyashee vremya eta shema evolyucii yavlyaetsya obsheprinyatoi.

O vnesolnechnyh planetnyh sistemah

Do nedavnego vremeni Solnechnaya sistema ostavalas' edinstvennoi izvestnoi nam planetnoi sistemoi vo Vselennoi. Kak obnaruzhit' planetu okolo drugoi zvezdy? Samyi pryamoi sposob – poisk v okrestnostyah zvezdy pri pomoshi krupnogo teleskopa. Odnako planeta sama ne svetitsya, a lish' otrazhaet svet zvezdy, prichem maluyu ego dolyu. Esli planeta blizka k zvezde, etot slabyi otrazhennyi svet budet "tonut'" v luchah samoi zvezdy. Esli zhe planeta daleko, to otdelit' ee ot zvezdy proshe, no i otrazhennyi svet okazhetsya slabee. Pryamye nablyudeniya planet okolo blizhaishih zvezd – delo budushego,

Vliyanie planety na luchevuyu skorost' zvezdy V* pri dvizhenii vokrug obshego centra tyazhesti

hotya i nedalekogo. Poka ispol'zuyutsya tol'ko kosvennye metody poiska vnesolnechnyh planet. Samyi staryi iz nih – astrometricheskii – poisk nevidimyh sputnikov po otkloneniyam v sobstvennyh dvizheniyah zvezd na nebesnoi sfere, k sozhaleniyu, ne dal dostovernyh rezul'tatov.

Drugoi metod obnaruzheniya planet vokrug zvezd ispol'zuet effekt Doplera. V nastoyashee vremya etot metod – osnovnoi; im obnaruzheny pochti vse izvestnye vnesolnechnye planetnye sistemy. Esli zvezda imeet planetu, obe oni obrashayutsya vokrug obshego centra tyazhesti. Zvezda dvizhetsya po maloi orbite i s malen'koi skorost'yu, planeta – po bol'shoi orbite, s bol'shoi skorost'yu. Srednyaya skorost' dvizheniya planet po orbitam – desyatki kilometrov v sekundu, a skorost' dvizheniya zvezdy vokrug centra tyazhesti pod deistviem planety – neskol'ko metrov ili desyatkov metrov v sekundu. Zadacha sostoit v tom, chtoby po smesheniyam linii v spektre zvezdy izmerit' skorost' etogo dvizheniya.

Zatmenie zvezdy HD 209458 planetoi (Copyright Lynette Cook)

Zdes' naibol'shie shansy na uspeh, esli orbita planety vidna "s rebra". Togda doplerovskie smesheniya linii v spektre zvezdy, vyzvannye dvizheniem zvezdy vokrug obshego centra tyazhesti sistemy, budut maksimal'nymi.

Eshe odin sposob obnaruzheniya planet vokrug drugih zvezd – "zatmennyi", ili "tranzitnyi". V etom metode nablyudateli ishut nebol'shie periodicheskie oslableniya bleska zvezdy, kogda planeta v svoem dvizhenii prohodit po disku zvezdy ("zatmevaet" zvezdu). I v etom sluchae (kak i v doplerovskom metode) neobhodimo, chtoby orbita planety nablyudalas' "s rebra", togda est' shans uvidet' zatmenie. Esli ugol naklona ploskosti orbity k kartinnoi ploskosti i ne ochen' sil'no otlichaetsya ot 90œ, est' veroyatnost', chto planeta proidet po disku zvezdy. Zatmenie mozhet proishodit' tol'ko v uzkom diapazone uglov i vblizi 90œ; esli ono nablyudaetsya, to, znaya primerno uglovoi razmer diska zvezdy, srazu mozhno nalozhit' zhestkie ogranicheniya na velichinu nakloneniya orbity i tem samym tochnee ocenit' massu planety. Planeta gorazdo men'she zvezdy i mozhet zakryt' tol'ko maluyu chast' zvezdnogo diska. Poetomu blesk zvezdy vo vremya zatmeniya oslabnet ochen' nemnogo, na tysyachnye doli zvezdnoi velichiny. Tranzitnyi metod primenyaetsya dlya poiska planetnyh sistem v ramkah pol'sko-amerikanskogo eksperimenta po poisku gravitacionnyh linz OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment), pervichnoi cel'yu kotorogo byl poisk nositelei "temnoi materii" po izmeneniyam bleska zvezd, kogda ob'ekt prohodit mezhdu zvezdoi i Solncem.

Nakonec, razrabatyvayutsya proekty pryamyh nablyudenii planet u drugih zvezd. Planiruetsya neskol'ko kosmicheskih missii s takoi zadachei. Odin iz blizhaishih zapuskov, missiya Kepler, namechen NASA na 2006 god. NASA vedet takzhe rabotu nad proektom TPF – Terrestrial Planet Finder (Poisk planet zemnogo tipa). TPF budet imet' chetyre zerkala po 3.5 m kazhdoe i budet rabotat' v rezhime interferometra infrakrasnogo diapazona. Zapusk kosmicheskogo apparata TPF mozhet byt' osushestvlen posle 2010 goda. Drugoi proekt razrabatyvaetsya Evropeiskim kosmicheskim agentstvom, eto kosmicheskii interferometr Darwin. On budet sostoyat' iz 10 otdel'nyh teleskopov, obrashayushihsya na okolozemnoi orbite vblizi drug druga. Teleskopy budut svyazany lazernoi svyaz'yu. Sistemy teleskopov TPF i Darwin budut imet' chuvstvitel'nost' i uglovoe razreshenie vo mnogo raz vyshe krupneishih nazemnyh instrumentov. Togda, vozmozhno, udastsya uvidet' vnesolnechnye planety neposredstvenno.

Poslednee desyatiletie XX veka – vremya nastoyashego proryva v issledovaniyah drugih planetnyh sistem. Doplerovskie nablyudeniya nad mnogimi zvezdami, nachatye na neskol'kih observatoriyah v 1991 godu, prinesli sensacionnye rezul'taty. Okazalos', chto ochen' mnogie iz blizkih k Solncu zvezd obladayut planetnymi sistemami. Pervaya vnesolnechnaya planeta byla otkryta pri pomoshi doplerovskogo metoda v 1995 godu Maiorom i Kelozom (Zhenevskaya observatoriya) u zvezdy klassa G2.5IV 51 Pegasa. S teh por na 5 fevralya 2005 g. bylo dostoverno obnaruzheno 147 planet v sistemah vokrug 128 zvezd; est' zvezdy (ih 15), u kotoryh naideno po 2–4 planety. Podrobnee ob istorii otkrytiya vnesonechnyh planetnyh sistem mozhno prochitat' zdes' [1], [2], [3].

Bol'shinstvo naidennyh planetnyh sistem sovershenno ne pohozhi na nashu. Naidennye planety po svoim svoistvam napominayut planety-giganty Solnechnoi sistemy. Skazyvaetsya effekt nablyudatel'noi selekcii. Vo-pervyh, chem massivnee planeta, tem bol'shii effekt ona budet okazyvat' na svoyu zvezdu i tem bol'she budut izmeneniya luchevoi skorosti zvezdy. Legche vsego otkryvat' planety poryadka massy Yupitera (1M_J0.001M_o) ili bol'she. Vo-vtoryh, chem koroche period obrasheniya T_pl, tem proshe ego obnaruzhit'. Pri nablyudeniyah spektra zvezdy v techenie mesyaca ili dvuh uzhe mozhno uvidet' periodicheskie izmeneniya v ee luchevoi skorosti, vyzvannye planetoi. Nekotorye planety s massami 1–2 M_J imeyut periody obrasheniya vokrug zvezdy chut' bolee sutok, a ih rasstoyanie ot zvezdy primerno v 40 raz men'she, chem rasstoyanie ot Zemli do Solnca. Estestvenno, stol' blizkie k zvezdam planety budut sil'no nagrevat'sya. Poetomu ih nazyvayut "goryachie Yupitery".

Orbity vnesolnechnyh planet sil'no razlichayutsya po velichine ekscentrisiteta e. V Solnechnoi sisteme u bol'shinstva planet ekscentrisitet orbity nebol'shoi. Tak, u Zemli orbita pochti krugovaya, dlya nee e = 0.0167. Bolee vsego vytyanuty orbity u Merkuriya (e = 0.21) i Plutona (e = 0.24). V to zhe vremya v drugih planetnyh sistemah est' planety s ochen' vytyanutymi orbitami, s ekscentrisitetom do 0.7.

Blestyashim podtverzhdeniem rezul'tatov doplerovskogo metoda yavilos' nablyudenie zatmeniya u zvezdy HD 209458. U nee planeta s massoi 1.43M_J byla ranee obnaruzhena po izmeneniyam luchevoi skorosti. Iz naidennyh parametrov orbity byli predskazany ozhidaemye momenty zatmenii. Prodolzhitel'nost' "zatmeniya" – neskol'ko chasov. Planeta u HD 209458 korotkoperiodicheskaya, period obrasheniya vsego 3.5 sutok; poetomu takie zatmeniya mozhno nablyudat' ochen' chasto. Pervye uspeshnye rezul'taty dal i tranzitnyi metod v ramkah programmy OGLE: u chetyreh zvezd solnechnogo tipa naideny korotkoperiodicheskie planety.

Bol'shinstvo zvezd, u kotoryh k nastoyashemu vremeni otkryty planety, prinadlezhat k spektral'nym klassam G glavnoi posledovatel'nosti; sredi nih est' takzhe neskol'ko krasnyh karlikov klassa M. Obnaruzhenie planet u krasnyh gigantov – gorazdo bolee trudnaya zadacha. Zdes' ne podhodit ni odin iz perechislennyh vyshe metodov. Vse izvestnye yarkie krasnye giganty – zvezdy vysokoi svetimosti – nahodyatsya na rasstoyaniyah v sotni parsek ot Zemli. Ih sobstvennye dvizheniya ochen' maly. Dlya togo chtoby naiti v ih dvizhenii malye otkloneniya, vyzvannye planetoi, nuzhny sotni i tysyachi let vysokotochnyh astrometricheskih nablyudenii. Doplerovskii metod goditsya lish' dlya otnositel'no rannih krasnyh gigantov, prinadlezhashih k spektral'nomu klassu K. Tol'ko u etih zvezd mozhno naiti v spektre dostatochno uzkie i rezkie atomarnye linii poglosheniya, kotorye dadut vozmozhnost' izmeryat' luchevuyu skorost' zvezdy s neobhodimoi tochnost'yu. Dlya bolee pozdnih zvezd klassov M, S, C s perehodom na AVG doplerovskii metod stanovitsya neprimenimym. Beznadezhno takzhe iskat' zatmeniya: planeta zakryvaet maluyu chast' ogromnogo diska krasnogo giganta, i blesk zvezdy vo vremya zatmeniya oslabeet na nichtozhnuyu velichinu; sobstvennye variacii bleska krasnyh gigantov gorazdo bol'she. Pryamye nablyudeniya planet u krasnyh gigantov opyat'-taki vryad li vozmozhny po prichine bol'shoi udalennosti etih zvezd. Tem ne menee, po kosvennym priznakam vse zhe mozhno opredelit', obladaet li krasnyi gigant na stadii AVG planetoi. Kak – ob etom govoritsya v sleduyushih razdelah.

Sud'ba planetnoi sistemy

I my potomu lish' vse vmeste spaslis', Chto k etomu vremeni ne rodilis'.       Eduard Uspenskii. "Vera i Anfisa".

Itak, posle neskol'kih milliardov let, provedennyh na glavnoi posledovatel'nosti, zvezda s massoi poryadka solnechnoi pereidet v stadiyu krasnogo giganta. Radius zvezdy vozrastet snachala v neskol'ko desyatkov, zatem v neskol'ko soten raz i dostignet odnoi astronomicheskoi edinicy. Esli u zvezdy byla planetnaya sistema, to na stadii AVG bolee blizkie planety, s bol'shimi poluosyami orbit a < 1 a. e., okazhutsya pogruzhennymi v atmosferu zvezdy. Planety vnutri zony poryadka odnoi astronomicheskoi edinicy (v nashei sisteme eto Merkurii i Venera) budut poglosheny rasshirivsheisya atmosferoi zvezdy, zatormozyatsya v nei i, dvigayas' po spiral'noi traektorii k centru zvezdy, isparyatsya. Pervymi sgoryat "goryachie Yupitery", dvizhushiesya na orbitah s bol'shimi poluosyami v sotye doli astronomicheskoi edinicy. Bolee udalennye planety (takie, kak Mars, Yupiter, Saturn i t. d.), skoree vsego, vyzhivut. Neyasna sud'ba planet na a ~ 1 a. e., v tom chisle Zemli. Konechnyi rezul'tat v sil'noi stepeni zavisit ot prinyatoi modeli evolyucii zvezdy, v tom chisle nashego Solnca. Izmenenie radiusa zvezdy na neskol'ko procentov v storonu umen'sheniya mozhet dat' nashei planete shans perezhit' stadiyu AVG Solnca. Esli zhe radius krasnogo giganta Solnce okazhetsya na neskol'ko procentov bol'she, nasha planeta pogibnet. Takoe sobytie dlya storonnego nablyudatelya mozhet ne proiti nezamechennym. Primer tomu – vozmozhnoe pogloshenie planetnoi sistemy zvezdoi V838 Edinoroga. V 2002 godu eta zvezda ispytala podryad tri vspyshki s intervalom v neskol'ko mesyacev. Do vspyshki V838 Edinoroga, veroyatnee vsego, otnosilas' k zvezdam glavnoi posledovatel'nosti klassa F. Posle vspyshki ona evolyucioniruet k bolee nizkim temperaturam i bolee pozdnim spektral'nym klassam. Bol'shinstvo issledovatelei sochli zvezdu pekulyarnoi novoi. Byla predlozhena i drugaya interpretaciya: pri bystrom perehode k stadii krasnogo giganta V838 Edinoroga poglotila odnu za drugoi tri planety, obrashavshihsya na blizkih orbitah; udalos', takim obrazom, zastat' redchaishii moment gibeli celoi planetnoi sistemy.

Tak mozhet vyglyadet' planetnaya sistema Al'debarana ©right; John Whatmough 1998 (Extrasolar Visions)

Naskol'ko chasto mogut nablyudat'sya podobnye katastrofy? Na segodnya poisk planetnyh sistem doplerovskim metodom privel k otkrytiyu planet u neskol'kih krasnyh gigantov i subgigantov spektral'nyh klassov K. Ih parametry perechisleny v tablice, sostavlennoi po dannym Kataloga vnesolnechnyh planet Medonskoi observatorii, Franciya. Sredi proevolyucionirovavshih zvezd eto, esli mozhno tak vyrazit'sya, eshe "molodnyak". Radiusy etih zvezd ot 4 do 23R_o; oni poka ne "glotayut" svoi planety, im tol'ko predstoit razrastis' do razmerov tipichnyh zvezd AVG. Eti zvezdy nahodyatsya v nachal'noi stadii perehoda k krasnym gigantam. Planeta s massoi ~11M_J (ne podtverzhdennaya), vozmozhno, obnaruzhena takzhe u giganta K5III Al'debaran (α Tel'ca), odnoi iz naibolee yarkih zvezd zimnego neba. Radius Al'debarana – polovina rasstoyaniya ot Solnca do Merkuriya.

 

Tablica 1. Krasnye giganty i subgiganty, u kotoryh obnaruzheny planety

Chto planeta mozhet sdelat' so svoei zvezdoi?

Esli planeta poka ne isparilas', chto budet s nei, kogda central'naya zvezda rasshiritsya pochti do orbity planety? Planeta, obrashayushayasya vokrug zvezdy s massoi M_*~1M_o na rasstoyanii v 1 a.e., dvizhetsya so skorost'yu V_pl ~ 30 km/s. Esli zvezda dostigla AVG, to planeta okazyvaetsya pogruzhennoi v sredu s temperaturoi ~2000 K i plotnost'yu ~10¹²–10¹³ sm^-3. Pri takih usloviyah skorost' zvuka ~3.4 km/s. Dvizhenie planety okazyvaetsya sil'no sverhzvukovym, ono shodno s dvizheniem krupnogo meteoritnogo tela v atmosfere Zemli. Obrazuetsya sil'naya konicheskaya udarnaya volna, ionizuyushaya gaz i nagrevayushaya ego do 10 000–15 000 K.

Verhnyaya atmosfera zvezdy AVG – dostatochno razrezhennyi gaz, esli podhodit' k nei s merkami dlya atmosfer zvezd glavnoi posledovatel'nosti: u osnovaniya hromosfery Solnca plotnost' dostigaet 10¹⁶ sm^-3. Po zemnym ponyatiyam, atmosfera krasnogo giganta – voobshe glubokii vakuum. V stol' razrezhennoi srede planeta hot' i tormozitsya, no ne ochen' sil'no. Ocenki pokazyvayut, chto v techenie stadii AVG (kotoraya zanimaet ne bolee odnogo milliona let) bol'shaya poluos' planetnoi orbity umen'shitsya iz-za tormozheniya ne bolee chem na 20%. Massa planety nevelika po sravneniyu s massoi zvezdy. Tem ne menee, dvizhenie planety tipa Yupitera mozhet okazat' sil'noe vliyanie na samu zvezdu i na ee obolochku, sbroshennuyu posle perehoda k belomu karliku.

Pervoe, chto mozhet sdelat' planeta, – raskrutit' svoyu zvezdu. Kogda zvezda glavnoi posledovatel'nosti uhodit v krasnye giganty i rasshiryaetsya v sotni raz, ee vrashenie iz-za sohraneniya momenta mnogokratno zamedlyaetsya. Odnako izvestny dostatochno bystro vrashayushiesya krasnye giganty. Vozmozhnyi mehanizm takogo uskoreniya – peredacha momenta obolochke zvezdy ot planety, kotoraya tormozitsya v atmosfere. Pomimo neposredstvennogo gazodinamicheskogo vozdeistviya ("sgrebaniya" gaza), planeta okazyvaet prilivnoe deistvie na zvezdu, chto takzhe sposobstvuet raskrutke. Poka zvezda nahoditsya na AVG, planeta uspeet znachitel'no uskorit' ee vrashenie. Izvestno, chto uglovoi moment orbital'nogo dvizheniyaš Yupitera v 100 raz prevyshaet vrashatel'nyi moment Solnca. Soglasno raschetam N. Sokera, kogda Solnce dostignet stadii AVG i Yupiter nachnet effektivno peredavat' moment svoego orbital'nogo dvizheniya okolosolnechnoi obolochke, skorost' vrasheniya obolochki odnoi desyatoi ot skorosti dvizheniya Yupitera po orbite (na rasstoyanii ~5 a. e. ot centra Solnca).

Planeta sposobna obogatit' krasnyi gigant redkimi dlya zvezd takogo tipa izotopami, naprimer, litiem-6. Etot izotop obrazovalsya na rannih stadiyah evolyucii Vselennoi. Litii-6 bystro vygoraet v yadernyh reakciyah, a v proevolyucionirovavshih zvezdah on dolzhen byl davno ischeznut'. V poslednee vremya vse bol'shuyu populyarnost' zavoevyvaet gipoteza, soglasno kotoroi litii mog popast' v atmosferu krasnogo giganta, kogda zvezda poglotila planetu. V planete litii-6 hranilsya v "zakonservirovannom" vide, poka planeta ne isparilas'.

Planeta, obrashayushayasya na podhodyashei orbite, mozhet sdelat' krasnyi gigant dolgoperiodicheskoi peremennoi zvezdoi. Ob etoi vozmozhnosti podrobnee govoritsya v sleduyushem razdele.

Blizkie sputniki okazyvayut ser'eznoe vliyanie na process poteri massy zvezdoi. Dvizhenie planety v verhnei atmosfere i vnutrennei okolozvezdnoi obolochke krasnogo giganta privodit k nagrebaniyu gaza i akkrecii veshestva na planetu. Eto, a takzhe i uskorivsheesya vrashenie zvezdy, narushayut sfericheskuyu simmetriyu potoka veshestva, teryaemogo zvezdoi. Vozmozhno, vliyaniem blizkih sputnikov ob'yasnyayutsya prichudlivye formy mnogih planetarnyh tumannostei: bipolyarnye, v vide otdel'nyh strui i dazhe mnogougol'nye.

Nakonec, planety mogut proyavit' sebya dazhe posle obrazovaniya planetarnoi tumannosti vokrug byvshego krasnogo giganta. K tomu vremeni central'naya zvezda uzhe stanet belym karlikom. Tak, Soker predlozhil iskat' v planetarnyh tumannostyah ionizovannye sledy planet. Izluchenie etih ionizovannyh "hvostov" mozhet byt' dostatochno intensivnym dlya obnaruzheniya sovremennymi nablyudatel'nymi sredstvami.

Miridy – krasnye giganty s planetami?

Krasnyi gigant Mira, udalen ot nas na 70 parsek, uzhe nachal podozritel'no pul'sirovat'.       Zhurnal "Russkaya Amerika", 4.02.2002

Krasnye giganty klassa K neperemenny ili slabo peremenny. Ne bolee 1% zvezd K III prinadlezhit k podtverzhdennym peremennym zvezdam. Odnako, nachinaya so spektral'nogo klassa M1, dolya peremennyh zvezd vozrastaet. Mnogie krasnye giganty na AVG proyavlyayut sebya kak peremennye – dolgoperiodicheskie (tipa Miry Kita, ili miridy) i polupravil'nye. Periody (ili tochnee cikly) izmenenii bleska sostavlyayut ot 100 do 600–700 i bolee sutok. Amplitudy peremennosti u mirid dostigayut v vidimoi oblasti spektra 10–11 zvezdnyh velichin; v IK-diapazone variacii bleska znachitel'no men'she i, naprimer, v polose K (effektivnaya dlina volny 2.2 mkm) ne prevyshayut 0.5–0.6^m. U polupravil'nyh krasnyh gigantov vizual'nye amplitudy men'she 2.5 zvezdnyh velichin, a harakter izmenenii bleska menee regulyaren, chem u mirid. Primery krivyh bleska mirid i polupravil'nyh peremennyh predstavleny na ris. 3 i 4, a raspredelenie mirid po dline perioda – na ris. 5; maksimum raspredeleniya prihoditsya na P = 284 dnya. Krivye bleska polupravil'nyh peremennyh ves'ma haotichny; u mirid oni bolee regulyarny, odnako i vysota maksimuma, i period podverzheny sluchainym izmeneniyam. Analiz krivyh bleska mirid pokazyvaet, chto oni sostoyat iz smesi pravil'nyh kolebanii i haoticheskih fluktuacii.

Krivye bleska peremennyh zvezd tipa Miry Kita - samoi Miry (o Kita), R Orla i R Naugol'nika (po dannym Francuzskoi associacii nablyudatelei peremennyh zvezd – AFOEV).	Raspredelenie peremennyh tipa Miry po periodam (po dannym Obshego kataloga peremennyh zvezd).

Mehanizm peremennosti zvezd AVG do konca ne vyyasnen. Osnovnaya ideya sushestvuyushih rabot: prichinoi peremennosti krasnyh gigantov – mirid yavlyaetsya izmenenie neprozrachnosti i (ili) temperatury atmosfernyh sloev, otvetstvennyh za osnovnoe izluchenie v kontinuume. V predydushih modelyah yavno ili neyavno podrazumevalos', chto eti izmeneniya vyzvany periodicheskim prohozhdeniem udarnyh voln. V svoyu ochered', udarnye volny sozdayutsya pul'saciyami zvezdy. Eshe v 1950-e gg. delalis' popytki sozdat' teoriyu peremennosti mirid, analogichnuyu teorii dlya cefeid. Udovletvoritel'noi modeli pul'sacii mirid net do sih por.

Krivye bleska polupravil'nyh peremennyh zvezd RX Volopasa, RT Devy i VX Strel'ca (po dannym AFOEV).

Tak mozhet vyglyadet' krasnyi gigant s krupnymi konvektivnymi yacheikami ("supergranulyaciya").

Imeetsya ryad rabot s netradicionnymi ob'yasneniyami mehanizma peremennosti zvezd tipa Miry. Odin iz nih – vrashenie krasnogo giganta s neodnorodnym raspredeleniem poverhnostnoi yarkosti, s krupnymi temnymi konvektivnymi yacheikami.

V poslednie gody avtorom dannoi stat'i i, nezavisimo, francuzskim astronomom Polem Berlioz-Arto predlozhen al'ternativnyi mehanizm peremennosti mirid. Prichinoi variacii bleska mozhet byt' lokal'nyi razogrev atmosfery miridy blizkim sputnikom (planetoi ili korichnevym karlikom). Period obrasheniya sputnika na krugovoi orbite s bol'shoi poluos'yu a = 1 a.e. vokrug zvezdy s massoi M_*=1M_o – 1 god. Esli sputnik obrashaetsya vokrug zvezdy na bolee nizkoi orbite, on tonet v atmosfere zvezdy, opuskayas' nizhe urovnya, gde opticheskaya tolsha atmosfery dostigaet edinicy. Esli sputnik daleko, sreda, v kotoroi on dvizhetsya, nedostatochno plotnaya, i on ne okazyvaet bol'shogo vozdeistviya na blesk i spektr zvezdy. Takim obrazom, bol'shie poluosi a v oblasti chut' menee 1 a. e. naibolee blagopriyatny dlya proyavlenii vzaimodeistviya sputnika s atmosferoi krasnogo giganta. Otsyuda maksimum v raspredelenii periodov mirid vblizi sootvetstvuyushego perioda P = 284 dnya.

"Ognennyi shar" vokrug planety v atmosfere krasnogo giganta.

"Ognennyi shar", voznikayushii vokrug sputnika, svoim izlucheniem sozdaet "goryachee pyatno" v atmosfere giganta. Za sputnikom tyanetsya ionizovannyi "hvost", takoi zhe, kak pri dvizhenii krupnogo meteorita v zemnoi atmosfere. V "goryachem pyatne" sosredotochena oblast' generacii opticheskih emissionnyh linii, regulyarno poyavlyayushihsya v spektrah mirid. Pri orbital'nom dvizhenii sputnika pyatno peremeshaetsya po poverhnosti krasnogo giganta. Esli ugol naklona i ploskosti orbity k kartinnoi ploskosti ne ochen' mal, peremennost' bleska zvezdy i intensivnosti emissionnyh linii mozhet byt' ob'yasnena periodicheskimi poyavleniyami "goryachego pyatna" iz-za limba i zahodami za limb. V ramkah dannoi koncepcii neperemennye ili "slaboperemennye" krasnye giganty – polupravil'nye zvezdy s malymi amplitudami peremennosti – mogut menyat' blesk za schet sobstvennyh slabyh haoticheskih kolebanii. U mirid peremennost' bol'shoi amplitudy sozdaetsya v pervuyu ochered' vozdeistviem sputnika, a vse neregulyarnosti krivoi bleska mogut byt' otneseny na schet haoticheskih sobstvennyh variacii krasnogo giganta.

Sharovoe skoplenie 47 Tukana.

Kosvennym podtverzhdeniem vliyaniya planet na dolgoperiodicheskuyu peremennost' krasnyh gigantov mozhet byt' redkost' (ili dazhe polnoe otsutstvie) mirid v staryh podsistemah Galaktiki s nizkoi metallichnost'yu: v sharovyh skopleniyah i v galakticheskom galo. Nizkometallichnaya sreda ne sposobstvuet obrazovaniyu planet, dlya chego trebuetsya nalichie tyazhelyh elementov. Podtverzhdeniem etogo takzhe sluzhit vidimoe otsutstvie zvezd s planetami v sharovyh skopleniyah. Na Kosmicheskom teleskope im. Habbla byl special'no postavlen eksperiment po issledovaniyu kratkovremennyh padenii bleska 34 tysyach zvezd v sharovom skoplenii 47 Tukana. Takie oslableniya bleska predpolozhitel'no mogli by ukazyvat' na nalichie planet, "zatmevayushih" svoi zvezdy. Avtory eksperimenta R. Dzhillilend i dr. (Astrophys. J., 2000, 545, L47) provodili sistematicheskie nablyudeniya za skopleniem 47 Tukana v techenie vos'mi sutok v iyule 1999 g. Ni u odnoi zvezdy iz 47 Tukana ne bylo naideno zatmenii, hotya po statistike naklonov orbit i zatmeniya dolzhny byli nablyudat'sya po men'shei mere u 15–20. Eshe odna vozmozhnaya prichina otsutstviya planetnyh sistem u zvezd sharovyh skoplenii – otryv planet ot zvezd pri blizkih prohozhdeniyah zvezd. Itak, net planetnyh sistem – net i peremennyh zvezd tipa Miry.

 

Elementy orbity planety.

Eshe odno nablyudatel'noe svidetel'stvo: interferometriya mirid v opticheskom i blizhnem infrakrasnom diapazonah vyyavila u zvezd R Treugol'nika i o Kita nalichie asimmetrii v raspredelenii yarkosti po disku zvezdy. Poka eto edinichnye eksperimenty. Bol'shie nadezhdy vozlagayutsya na planiruemye missii kosmicheskih interferometrov s bol'shimi bazami, chto pozvolit osushestvit' regulyarnoe "kartografirovanie" poverhnosti mirid. Periodicheskoe poyavlenie "goryachih pyaten" v faze s izmeneniyami vidimogo bleska mirid posluzhilo by pryamym podtverzhdeniem predlagaemoi gipotezy.

Esli peremennost' svyazana s effektom "ognennogo shara" vokrug sputnika, mozhno rasschitat', kak budet menyat'sya blesk zvezdy pri dvizhenii "goryashei planety" po orbite vokrug krasnogo giganta. Takie raschety krivyh bleska zvezdy byli vypolneny avtorom dannoi stat'i. Vybiralis' parametry central'noi zvezdy, harakternye dlya krasnyh gigantov – proevolyucionirovavshih zvezd solnechnogo tipa. Podborom elementov orbity sputnika (bol'shaya poluos' a, ekscentrisitet e, naklonenie orbity i, dolgota perigeliya ω) mozhno vosproizvesti prakticheski lyubuyu nablyudaemuyu formu krivyh bleska, v tom chisle s gorbami na voshodyashei i nishodyashei vetvi i dazhe s dvoinym maksimumom (kak u R Naugol'nika). Model' takzhe ob'yasnyaet izmeneniya periodov zvezd. U nekotoryh mirid period dovol'no bystro sokrashaetsya. Tak u R Gidry, izvestnoi kak peremennaya s 1704 goda, period k nastoyashemu vremeni sokratilsya s ~500 do 386 sutok. U R Orla period umen'shilsya s 1856 goda ot 348 do 279 sutok. Umen'shenie perioda estestvenno svyazat' s tormozheniem planety v atmosfere krasnogo giganta. U nekotoryh mirid (ih nemnogo) period uvelichivaetsya. Naprimer, u W Drakona period vozros s 257 sutok v 1904 godu do 279 sutok v 1969 godu. Vozmozhno, eti miridy na dannom etape bystro teryayut massu, chto privodit k uvelicheniyu razmerov orbity planety. Interesno takzhe, chto model' vosproizvodit i zavisimost' "period–svetimost'" dlya mirid; do sih por schitalos', chto eta zavisimost' obuslovlena pul'sacionnymi svoistvami zvezd.

Krivye bleska zvezd tipa Miry Kita, rasschitannye v modeli peremennosti, svyazannoi s dvizheniem planety v atmosfere zvezdy. Pokazano raspolozhenie planetnoi orbity v proekcii na kartinnuyu ploskost', prohodyashuyu cherez centr zvezdy. Periastr otmechen zvezdochkoi, chast' orbity, nahodyashayasya pozadi kartinnoi ploskosti, pokazana punktirom.

Nakonec, eshe odno sledstvie "planetarnoi" gipotezy. Chislo zvezd tipa Miry Kita sredi zvezd – krasnyh gigantov na AVG mozhet otrazhat' dolyu vseh zvezd glavnoi posledovatel'nosti v Galaktike, imeyushih planetnye sistemy. Vyshe govorilos', chto krasnye giganty klassov K neperemenny ili slabo peremenny, a krasnye M-giganty (bolee proevolyucionirovavshie, rasshirivshiesya do R_*~1 a.e. i vstupivshie na AVG) prakticheski vse peremenny – za schet sobstvennyh, dostatochno slabo vyrazhennyh pul'sacii. No esli u zvezdy est' planetnaya sistema, to pri nekotorom radiuse rasshireniya planeta na podhodyashei orbite nachinaet okazyvat' "udarnoe vozdeistvie" na atmosferu zvezdy. Izmeneniya bleska stanovyatsya bolee regulyarnymi, ih amplituda vozrastaet; zvezda stanovitsya miridoi. Takim obrazom, otnoshenie chisla mirid k polnomu chislu M-gigantov – eto i est' dolya zvezd, u kotoryh na glavnoi posledovatel'nosti byli planety s "podhodyashimi" parametrami (a ~ 1–2 a. e.). Tot fakt, chto sredi mirid prakticheski net zvezd s periodom peremennosti koroche 90–100 sutok, ochevidno, daet minimal'nuyu velichinu bol'shoi poluosi a "vozbuzhdayushei" planety, pri kotorom eshe vozmozhno ustoichivoe sushestvovanie fenomena miridy: pri masse central'noi zvezdy M_*1M_O a_min ~ 0.4 a.e, to est' primerno rasstoyanie ot Solnca do Merkuriya.

Ocenku doli mirid sredi zvezd AVG mozhno poluchit' iz rezul'tatov novogo obzora NSVS (Northern Sky Variability Survey – Obzor peremennosti severnogo neba). Obzor vypolnyalsya v 1997–2001 gg. na avtomatizirovannom teleskope-"robote" ROTSE-I, ustanovlennom v Nacional'noi laboratorii Los Alamos (SShA). Ogromnaya baza dannyh, nakoplennaya v hode nablyudenii, predstavlyaet soboi cenneishii material dlya issledovaniya peremennyh zvezd raznyh tipov. Dlya nashih celei osobyi interes predstavlyaet katalog medlennyh krasnyh peremennyh zvezd NSVS, dlya kotoryh vypolnena klassifikaciya. Ih periody (ili cikly peremennosti) zaklyucheny v predelah ot 20 do 730 sutok. Vsego takih zvezd v kataloge 8678. Iz nih mirid – 2476, ili 28%. Ostal'nye mogut byt' otneseny k polupravil'nym, "slaboperemennym" krasnym gigantam, menyayushim blesk tol'ko za schet vnutrennih processov, bez vneshnego vozdeistviya blizkogo sputnika. Razumeetsya, 28% – eto tol'ko nizhnii predel chisla zvezd s planetnymi sistemami, dostigshih stadii AVG. Mnogie zvezdy (kak, naprimer, V838 Edinoroga) mogli poglotit' blizkie planety eshe na rannei stadii perehoda k krasnym gigantam. Ne vo vseh planetnyh sistemah byli "podhodyashie" planety na orbitah s a ~ 1–2 a.e., kotorye kak raz i sozdayut effekt "miridnoi" peremennosti. Tem ne menee, poluchennaya cifra predstavlyaet interes. Ocenki po statistike uzhe naidennyh planetnyh sistem ukazyvayut, chto planetami mogut obladat' ot 50 do 70% zvezd glavnoi posledovatel'nosti v okrestnostyah Solnca. Tak chto dolya mirid sredi zvezd AVG mozhet byt' ne takim uzh plohim indikatorom obshego chisla zvezd solnechnogo tipa s planetami v nashei Galaktike.

Dozhivet li chelovechestvo do "krasnogo Solnca"?

 

Kto govorit, mir ot ognya Pogibnet, kto   ot l'da. A chto kasaetsya menya, Ya za ogon' stoyu vsegda. No esli dvazhdy gibel' zhdet Nash mir zemnoi – nu chto zh, Togda dlya razrushen'ya led Horosh I tozhe podoidet.       Robert Frost. "Ogon' i led" Perevod M. Zenkevicha

V svoe vremya avtor etoi stat'i s uvlecheniem chital klassicheskuyu knigu B.A. Voroncova-Vel'yaminova "Ocherki o Vselennoi" (Gostehizdat, 1955). Osobyi interes vyzval risunok na oblozhke: peizazh chuzhoi planety s ogromnym krasnym svetilom na gorizonte, i chut' v storone – yarkaya belaya zvezda. Takoe ogromnoe Solnce na gorizonte Zemli mozhno budet uvidet' eshe ochen' ne skoro. Trudno predugadat', kak budet vyglyadet' nasha Zemlya k tomu vremeni. Kakie sushestva budut naselyat' Zemlyu? Budut li obitat' na Zemle potomki nyneshnih lyudei, sohranitsya li zhizn' voobshe?

V poslednie gody problema dal'neishego razvitiya zhizni na Zemle privlekaet pristal'noe vnimanie issledovatelei. Bol'shuyu populyarnost' poluchili prekrasno illyustrirovannye knigi angliiskogo paleontologa Dugala Diksona "Posle Cheloveka" (Dougal Dixon, After Man, Griffin Trade, 1998) i, sovmestno s hudozhnikom Dzhonom Adamsom, "Dikii mir budushego" (Dougal Dixon, John Adams, The Future is Wild). Vypushen fantasticheskii fil'm togo zhe nazvaniya. Zhivye kartinki iz etogo proekta mozhno posmotret' v Internete (http://www.thefutureiswild.com). Kniga "Dikii mir budushego" vyshla i na russkom yazyke (izd-vo Egmont, 2003). Opirayas' na predydushuyu istoriyu biologicheskih vidov, Dikson popytalsya predstavit' budushee zhivogo mira Zemli cherez 5, 100 i 200 mln. let ot nyneshnego vremeni. Lik Zemli polnost'yu izmenitsya. Predstoyat velikie oledeneniya. Dreifuyushie materiki vnov' sol'yutsya v odin gigantskii superkontinent, okruzhennyi bezbrezhnym okeanom. V knigah Diksona nashu planetu naselyayut fantasticheskie zhivotnye: ogromnye razumnye murav'i, letayushie v tropicheskom lesu yarkie ryby, gigantskie stotonnye cherepahi... Knigi Diksona, hotya i osnovannye na nauchnyh ideyah, mozhno rassmatrivat' kak shutku, uvlekatel'nyi rasskaz o budushei zhizni na Zemle, prednaznachennyi bol'she dlya yunyh chitatelei. Eshe odna interesnaya popytka predstavit' zhivoi mir budushego sdelana nashim sootechestvennikom Pavlom Volkovym. Osnovyvayas' na zakonah biologicheskoi evolyucii, Volkov obrazno i yarko risuet mir Zemli takim, kakim on mozhet stat' v dalekom budushem. Rabotu P. Volkova takzhe mozhno naiti v Internete (http://sivatherium.h12.ru/).

Amerikanskii paleontolog Piter Uord (Peter D. Ward) podhodit k probleme s bolee ser'eznyh pozicii. Nazvanie ego knigi "Konec evolyucii" (The End of Evolution, Weidenfeld and Nicolson, London, 1995) govorit samo za sebya. Uord vydelyaet v istorii zhizni na nashei planete tri velikih sobytiya, tri velikih vymiraniya. Pervoe proizoshlo na granice paleozoya i mezozoya, kogda pogiblo do 90% vidov, naselyavshih Zemlyu; vtoroe – na granice mezozoya i kainozoya, kogda vymerli dinozavry. Tret'e vymiranie nachalos' ne segodnya i ne vchera, a primerno 15 tysyach let nazad, kogda lyudi shiroko rasselilis' po planete. Pryamoi ili kosvennoi prichinoi nyneshnego vymiraniya Uord schitaet chelovecheskuyu zhadnost'. Chelovek beret iz Prirody gorazdo bol'she, chem emu neobhodimo, i ee zhe, Prirodu, bezzhalostno zagryaznyaet. V nastoyashee vremya pod natiskom civilizacii ezhechasno ischezayut tri vida zhivyh sushestv (!). Chelovek uskoril process vymiraniya v 10 000 raz po sravneniyu s estestvennym tempom. Ego vozdeistvie na biosferu uzhe sravnimo s padeniem na Zemlyu gigantskogo meteorita. K momentu poyavleniya cheloveka zhizn' na Zemle dostigla svoego naivysshego raznoobraziya, kotoroe teper' na glazah gibnet.

Obshii i ves'ma neuteshitel'nyi vyvod vseh upomyanutyh avtorov: v mire budushego ("After Man" – "Posle Cheloveka") chelovechestvu net mesta, dazhe v tom sluchae, esli Zemlyu ne postignet v blizhaishee vremya kosmicheskaya katastrofa. Zagryaznenie sredy obitaniya, antropogennoe izmenenie klimata, novye neizvestnye bolezni, voiny, terrorizm, prirodnye i tehnogennye katastrofy vedut chelovechestvo k gibeli. Vremya zhizni lyubogo biologicheskogo vida v istorii Zemli – ne bolee 1 milliona let, dlya vysokoorganizovannyh vidov – eshe koroche. Dlya Homo sapiens issledovateli otvodyat srok ne bolee 200 tysyach let, a nekotorye – eshe men'she, do 2000, a to i desyatki let.

Shodnye mysli vyskazal i izvestnyi angliiskii fizik i astrofizik Stiven Hoking. Hoking schitaet, chto chelovechestvo mozhet pogibnut' ot virusa, kotoryi ono sozdast sobstvennymi rukami. Drugaya opasnost' – global'naya komp'yuterizaciya. "V otlichie ot nashego intellekta, proizvoditel'nost' komp'yuterov udvaivaetsya kazhdye 18 mesyacev, – skazal Hoking, soslavshis' na zakon Mura. – Opasnost', chto u nih vozniknet intellekt, i oni pokoryat mir, vpolne real'na. Chelovechestvu pridetsya libo podumat' ob iskusstvennom usovershenstvovanii svoih genov, libo popytat'sya naiti sposob ob'edinit' komp'yutery i chelovecheskii mozg. Nam pridetsya poiti etim putem, esli my hotim, chtoby biologicheskie organizmy po-prezhnemu prevoshodili elektronnye."

Esli obratit'sya k klassike, to, kak pisal Gerbert Uells v romane "Mashina vremeni", svidetelyami razrastaniya Solnca do krasnogo giganta budut ogromnye kraby i babochki; chelovekopodobnyh sushestv k tomu vremeni, po ego mneniyu, na Zemle ne ostanetsya. Budet eto ne cherez 30 millionov let, kak polagal Uells, a znachitel'no pozdnee, cherez 5.7 milliardov let, posle chego ostatki zemnoi biosfery sgoryat v ochistitel'nom plameni nashego svetila.

"Poslednie dni" (c) John Whatmough 1999 (Extrasolar Visions).

Vozmozhen i drugoi variant. Esli krasnyi gigant Solnce budet teryat' massu dostatochno bystro, ego massa umen'shitsya. Togda orbita Zemli mozhet izmenit'sya. Bol'shaya poluos' uvelichitsya, naprimer, do nyneshnei orbity Marsa. Zemlya izbezhit ognennoi gibeli, ne isparitsya v atmosfere Solnca i zakonchit svoi put' v holode – zamerznet posle togo, kak Solnce, sbrosiv konvektivnuyu obolochku, stanet belym karlikom i ne smozhet bol'she obogrevat' svoi planety, kak ran'she. Pravda, i do etogo vremeni Zemle dozhit' budet slozhno. Solnce na stadii krasnogo giganta budet obluchat' Zemlyu s desyatoi (kak schital Uells, esli ne bol'shei) chasti nebosvoda. Temperatura na planete znachitel'no prevysit 100œC. Okeany isparyatsya. Eshe odno gubitel'noe dlya Zemli obstoyatel'stvo. Kogda nachnetsya process poteri massy nashego svetila so skorost'yu okolo 10^-6 M_o/god, na Zemlyu obrushitsya potok gaza i "solnechnoi" pyli. Po samym skromnym ocenkam, Zemle "dostanetsya" do 10 mlrd. tonn solnechnogo veshestva v god, iz nih okolo 1 procenta v vide pyli. Etot potok ostanovit' budet nechem. Seichas Zemlyu obduvaet solnechnyi veter – goryachii ionizovannyi gaz. Ot nego Zemlyu zashishaet magnitosfera. S krasnogo giganta posypletsya neitral'noe veshestvo, pronizyvayushee zemnuyu atmosferu i besprepyatstvenno dostigayushee poverhnosti. Vokrug Zemli mozhet obrazovat'sya akkrecionnyi disk iz vypadayushei solnechnoi materii; na nekotoroe vremya nasha planeta upodobitsya Saturnu. Pylinki, teryaemye krasnymi gigantami, ochen' melkie, ih razmery ~10^-5 sm. V zemnoi atmosfere oni budut osedat' kraine medlenno i nadolgo zakroyut poverhnost' planety ot solnechnyh luchei. Zemlya stanet pyl'nym i temnym mestom i, v konce koncov, vysohshaya, bezzhiznennaya, uidet v holod i mrak.

Vse grustnye prorochestva imeyut pod soboi real'nuyu osnovu. O tom zhe govorit i molchanie kosmosa. Do sih por popytki naiti signaly vnezemnyh civilizacii ne imeli uspeha. Vspomnim paradoks, kotoryi vyskazal Enriko Fermi: esli Oni est', to gde Oni vse? Uzhe upomyanutyi Piter Uord i astronom Donald Braunli v knige "Redkaya Zemlya: pochemu slozhnaya zhizn' stol' neobychna vo Vselennoi" (Rare Earth: Why Complex Life is So Uncommon in the Universe) pishut: zhizn' na urovne odnokletochnyh (mikrobov i t. p.) mozhet sushestvovat' na mnogih planetah, odnako vysshie formy zhizni razvivayutsya kraine redko. Zemlya sochetaet mnozhestvo uslovii, neobhodimyh dlya dlitel'noi evolyucii zhivoi materii. Eto ustoichivaya orbita na nuzhnom rasstoyanii ot Solnca, dostatochnoe kolichestvo zhidkoi vody, tektonika plit, prisutstvie blizkogo sputnika – Luny. Nakonec, dazhe polozhenie Solnca v Galaktike mezhdu spiral'nymi rukavami oberegaet Solnechnuyu sistemu ot gubitel'nogo vozdeistviya vspyshek sverhnovyh. Zemlya mozhet byt' redkim oazisom zhizni v sem'e mnogochislennyh, no besplodnyh planetnyh sistem s "goryachimi Yupiterami" i "holodnymi Saturnami". I.S. Shklovskii v poslednem izdanii knigi "Vselennaya. Zhizn'. Razum" ("Nauka", 1987) takzhe govorit o vozmozhnoi unikal'nosti zemnoi zhizni i zemnoi civilizacii. Esli u chelovechestva hvatit razuma ostanovit' bezumnoe razrushenie sobstvennogo doma, vozmozhno, ono budet razvivat'sya dal'she, dvinetsya, sleduya mechte K.E. Ciolkovskogo, v kosmos i sozdast supercivilizaciyu, obrazuet skorlupu vokrug Solnca – sferu Daisona. So vremenem chelovechestvo pokinet postarevshee i raspuhshee Solnce. Sleduyushim etapom budet osvoenie Galaktiki, postroika civilizacii III tipa po N.S. Kardashevu. Civilizaciya ovladeet vsei energiei Galaktiki i zazhzhet v nebesah chuzhih planet yarkii mayak. Poka dlya takogo optimizma osnovanii malo. Mrachnye prognozy o budushem Zemli i zemnoi civilizacii lishnii raz napominayut, chto neobhodimo berech' prekrasnyi i hrupkii mir, kotoryi nam dostalsya ot Velikogo Kosmosa, vseh predydushih milliardo- i millionoletii i kotoryi mozhet byt' edinstvennym v Galaktike i vo Vselennoi.

Publikacii s klyuchevymi slovami: planety - ekzoplaneta - zvezdoobrazovanie - Planety u drugih zvezd Publikacii so slovami: planety - ekzoplaneta - zvezdoobrazovanie - Planety u drugih zvezd
Sm. takzhe: IC 348 i Barnard 3 M16: stolpy sozidaniya Zoopark ekzoplanet: drugie zvezdy Vybrosy iz protozvezd v Zmee CG4: globula i galaktika Temperatura na ekzoplanete WASP-43b NGC 604: gigantskie zvezdnye yasli Vse publikacii na tu zhe temu >>