Итак, современная астрономия умеет уверенно находить газовые гиганты, особенно если они расположены близко от своей звезды, и обнаружила их уже множество. Увы, тем, кто мечтает пообщаться с зелеными человечками, от этого ни жарко ни холодно.
Кроме того, интересно найти другой глобус для самого человечества. Резервная планета на случай экологической катастрофы, база для космической колонизации и прочие красивые мечты останутся мечтами, пока мы не научимся строить более-менее надежные звездолеты. А то сейчас мы в плане пилотируемой космонавтики находимся в периоде, аналогичном тому древнему периоду в мореплавании, когда утлые крохотные суденышки боялись отойти от берега больше чем на несколько дней. Когда это было-то? Совсем в незапамятные времена. Но в любом случае, найти планету-аналог Земли, такую, чтобы человек мог там жить, очень хочется. А космический корабль построим потом. Было бы, куда лететь.

Одно из самых важных требований к такой планете - масса, сравнимая с массой Земли. Размеры не так важны, а вот масса определяет ускорение свободного падения и как следствие - вес предметов, в первую очередь человеческого тела. На сегодняшний день находить планеты с такой массой мы практически не умеем: самые легкие обнаруженные планеты все-таки имеют массу в несколько масс Земли (согласитесь, что жить даже при трех g как-то тяжко).

Второе важное требование - нахождение планеты в "обитаемой зоне" (она же "Зона Златовласки"). Обитаемая зона - это такой диапазон расстояний от звезды, чтобы на планете, находящейся в этом диапазоне расстояний, могла быть жидкая вода. Понятно, что если звезда потусклее, обитаемая зона находится близко к ней, если поярче - то подальше. В Солнечной системе в "обитаемой зоне" находится только одна планета, понятно какая.

Третье требование - подходящая по составу атмосфера. Вот это требование близко к невероятному, т.к. это мы приспосабливались к имеющейся на Земле атмосфере, а не атмосфера к нам; так что мы приспособлены к существованию в одной конкретной атмосфере, каковую воспроизводить другие планеты у других звезд не обязаны. Но с одной стороны, мы толком не знаем, насколько на самом деле невоспроизводима наша атмосфера, а с другой - теоретически, если уж мы научимся до звезд летать, преобразовать атмосферу будет проще всего. Но тогда придется худо местной жизни.

Четвертое требование - подходящая звезда. Звезда должна быть очень стабильной, желательно одиночной, с приятным составом излучения. В идеале звезда спектрального класса G, а уж совсем в идеале - G2V, как наше Солнце; это вызывает отдельный интерес к звездам, именуемым "двойники Солнца". Но допустимы и ранние подклассы класса K, и поздние подклассы класса F. Правда, у последних излучение может оказаться жестковатым. Кроме того, звезда должна иметь высокую металличность, потому что, как уже говорилось, если в исходной туманности нет ничего, кроме водорода и гелия, то и планеты могут получиться только водородно-гелиевые, юпитероподобные. И, конечно, это в любом случае должна быть звезда главной последовательности, среднего возраста (вроде нашего Солнца), чтобы в ближайшие тысячи-миллионы лет ей не грозило превращение в гиганта.

Возникает логичный вопрос: а не подойдет ли красный карлик? Ведь их не просто много, а очень много; поэтому шансов найти планету в обитаемой зоне, вращающуюся вокруг красного карлика, проще всего. Увы - обитаемая зона в системе красного карлика располагается так близко к звезде, что планета, тем более такая небольшая, как гипотетическая альтернативная Земля, обязательно будет "смотреть" на звезду только одной стороной (как Луна на Землю). Это приведет к очень некомфортной жаре на "дневной" стороне планеты и такому же некомфортному холоду на "ночной", а также к нестабильному состоянию атмосферы, постоянным сильным ураганам; в общем, неприятная это будет планета.

Пятое требование - характеристики самой планетной системы. Во-первых, там не должно быть никаких "горячих юпитеров", оббегающих звезду по близкой орбите; такая планета окажет слишком сильное дестабилизирующее влияние на орбиту землеподобной планеты в обитаемой зоне, в результате чего ни в чем не повинная землеподобная планета улетит в голубую... пардон, черную даль, и никакой жидкой воды там уже не будет. Во-вторых, холодный юпитер там быть должен. Громадная внешняя планета играет в планетной системе роль пылесоса, вычищающего околозвездное пространство от остатков "строительного мусора", из которого образовались звезда и планеты; если подобного гиганта в системе нет, землеподобная планета получит такую метеоритную бомбардировку, что жить там и не захочется, и не получится.

Шестое требование - положение звезды в Галактике. Вспомните, сколько всего включает в себя это требование: отсутствие поблизости звезд-сверхгигантов, отсутствие ярких звезд ранних спектральных классов O и B, которые очень быстро превращаются в эти самые сверхгиганты, достаточно далекое расстояние до галактического ядра, а еще лучше - его экранировка пылевыми облаками (а это значит, что звезда должна находиться в галактической плоскости или близко к ней) и т.д. Сейчас имеется концепция "обитаемой зоны Галактики", но поскольку эта концепция еще толком не сформулирована и вовсю критикуется, останавливаться на ней мы не будем. Мы все равно точно не знаем, много ли в Галактике таких уютных уголков, подобных нашему.

Как видим, найти планету, удовлетворяющую требованиям привередливого человечества, не так-то просто. Пока что не найдено ни одной. Главная проблема - масса планеты; мы просто не умеем толком искать такие легкие планеты.

Gliese 581 и ее планеты

Единственная известная на сегодняшний день планета, находящаяся в обитаемой зоне - это Глизе 581 d. О ней стоит рассказать подробнее.

Звезда Gliese 581 - это красный карлик в созвездии Весов. Находится он в 20 световых годах от Земли. Собственно говоря, Gliese в названии звезды - это значит, что звезда включена в "Каталог ближайших звезд Глизе", составленный для звезд, находящихся ближе чем в 25 парсеках от Земли (чтобы перевести парсеки в световые годы, умножайте на 3.26). Большая часть этого каталога - красные карлики, других наименований, кроме номера в каталоге, не имеющие. К ним относится и Глизе 581. Масса Глизе 581 - 0,31 солнечной, болометрическая светимость - 0.013 солнечных. В общем, тусклая маленькая звезда, каких в Галактике полно.

И вот эта ничем не примечательная кроха оказалась владелицей планетной системы. В общем, тоже не редкость - вокруг красных карликов часто находят планеты, в том числе газовые гиганты (напоминаю, что их мы умеем искать лучше всего). Первую планету, "горячий нептун" Глизе 581 b, обнаружили там еще в 1995 году, что, в соответствии с изложенным, уже не должно удивлять (маленькая звезда, большая планета, близкое расстояние от звезды - значит, сравнительно большие колебания лучевой скорости звезды).

В 2007 году там нашли еще одну планету, Глизе 581 c. ... И подняли шум. По имевшимся данным, планета относилась к землеподобным, хоть и заметно тяжелее Земли, и находилась внутри обитаемой зоны. Шум продолжался недолго: данные уточнили, и выяснилось, что Глизе 581 c все-таки далековато от звезды.

Но вскоре оказалось, что систему Глизе 581 рано списывать со счетов. Там обнаружилась третья планета, Глизе 581 d... и вот она точно находится в пределах обитаемой зоны.

Планета эта, с точки зрения людей - не курорт: во-первых, она раз в 10 тяжелей Земли, во-вторых, она вращается вокруг красного карлика, со всеми соответствующими прелестями. Мы не знаем толком ни ее состава (даже не уверены, что она действительно каменная), ни элементов орбиты. Но тем не менее хотя бы одну экзопланету, которая находится внутри обитаемой зоны своей звезды, мы знаем точно. На всякий случай туда отправили уже две радиопередачи, которые, понятно, долетят лет через 20 - а лет через 40 мы имеем шансы получить ответ. Если там кто-нибудь все-таки живет.

Год назад в этой системе была открыта (Южная Европейская Обсерватория, Чили) еще одна планета, Глизе 581 e, самая крохотная из известных ныне экзопланет. Ее минимальная возможная масса всего 1.94 земных. Она находится очень близко к своей звезде, так что искать там жизнь вряд ли имеет смысл. Но в любом случае обнаружение такой маленькой планеты - это серьезный успех на пути к обнаружению "альтернативной Земли".

Миссии "Кеплер" и COROT

В марте прошлого года NASA запустило миссию "Кеплер" - специализированную космическую обсерваторию для поиска экзопланет. Ее основная цель - поиск землеподобных планет. Обсерватория "Кеплер" специализирована на транзитном методе, т.к. он на сегодняшний день дает наибольшее количество данных о планете и имеет шансы быть достаточно чувствительным, чтобы находить небольшие планеты. Это, конечно, не дает миссии возможность отыскивать планеты, орбиты которых расположены "неудачно", но пока приходится жертвовать массовостью ради чувствительности.

Сделано все, чтобы минимизировать помехи для обсерватории "Кеплер". Она вращается не вокруг Земли, а "вслед за Землей" вокруг Солнца (это минимизирует гравитационное влияние Земли); она направлена строго на созвездия Лебедя, Лиры и Дракона , подальше от плоскости эклиптики (это минимизирует влияние солнечного света на фотометр обсерватории) и т.д.

Миссии "Кеплер" удалось найти около 700 кандидатов на планеты, но только несколько из них точно подтверждены - я не указываю точное количество, потому что оно меняется; где-то указано 5, где-то 7, завтра их может быть 9. Увы, все подтвержденные планеты - это все-таки гиганты, по размеру сравнимые с Юпитером или Нептуном. Большинство вращается близко к поверхности звезды - это тоже явно следствие избирательности метода (чем ближе планета к звезде, тем больше вероятность ее транзита). В общем, сенсаций пока нет. Большая часть подтвержденных планет находится у звезд, открытых миссией "Кеплер" же, расположенных в тысячах световых лет от Земли - можно поздравить человечество с аппаратурой подобной чувствительности! Увы, ничего, кроме массы, расстояния от звезды и орбитального периода (в большинстве случаев в несколько дней), мы про эти планеты ничего не знаем.

Справедливости ради следует отметить, что "Кеплер" - не первая космическая миссия, посвященная экзопланетам. В конце 2006 года была запущена французская миссия COROT, не так широко разрекламированная, но пока успевшая больше: 14 новооткрытых звезд, тоже в тысячах световых лет от нас, и по планете у каждой звезды. Одна из них, COROT 7b, даже имеет шансы быть землеподобной (точнее, меркуриеподобной - очень близко к звезде летает, имея "год" продолжительностью всего в 20 часов). Есть также гипотеза, что COROT 7b - это хтоническая планета (т.е. ядро бывшего газового гиганта, потерявшее газовую оболочку).

Семейные портреты

Сейчас большинство известных экзопланет - "одиночки", т.е. по одной планете на звезду. Но все же известно несколько более населенных планетных систем.

С системой Глизе 581 мы уже знакомы.

Первой открытой многопланетной системой была система Ипсилон Андромеды - двойной звезды, расположенной в 44 св. годах от Солнца. Главный компонент - солнцеподобная звезда спектрального класса G8V, спутник - красный карлик. Там обнаружены три планеты, причем внешняя, вероятно, в обитаемой зоне (понятия не имею, где обитаемая зона у двойной звезды). Планетная система совсем не похожа на нашу Солнечную: плоскости орбит двух планет из трех располагаются под углом 35 градусов друг к другу, все орбиты сильно вытянутые. Впрочем, сложно ожидать сходства нашей планетной системы с системой двойной звезды.

Самой похожей на Солнечную систему считается система звезды 55 Рака. Там известно пять планет, вроде бы их орбиты располагаются более-менее в одной плоскости, имеются внутренние и внешние планеты. Кстати, 55 Рака - тоже двойная звезда, ну очень похожая на Ипсилон Андромеды (звезда класса G8V плюс красный карлик) - а планетная система гораздо больше похожа на нашу, чем на систему Ипсилон Андромеды. Вот и ищите тут закономерности образования планетных систем!

Звезда HD 10180 в созвездии Южной Гидры - на сегодняшний день рекордсменка по количеству известных плюс предполагаемых экзопланет: пять там точно есть, но неподтвержденных "замечено" еще две! Звезда солнцеподобная, G1V, и одиночная. Все подтвержденные планеты имеют массу 10-20 масс Земли, но какова их природа - неизвестно. Расстояние до этой системы - 127 световых лет.

Но рекордсменкой по числу известных нам планет все-таки остается Солнечная система.