Карл Сейгън
Милиарди и милиарди (6) (Мисли за живота и смъртта на прага на новото хилядолетие)

Шеста глава
Толкова много слънца, толкова много светове

„Колко прекрасна и удивителна е картината на величествените простори на вселената, която се разкрива пред нас! Толкова много слънца, толкова много земи…!“

Кристиян Хюйгенс, „Нови съждения относно планетните светове, техните обитатели и дейности“ (ок. 1670)

През декември 1995 г. една отделила се от обикалящия около Юпитер орбитален апарат „Галилео“ сонда навлезе в бурната и мътна атмосфера на планетата и потъна в огнената си смърт. По пътя надолу тя успя да излъчи радиосигнали с информация за това, което бе открила. Преди това още четири космически апарата бяха изследвали Юпитер, преминавайки покрай него. Освен това планетата беше изследвана и от наземни и орбитални телескопи. За разлика от Земята, която е изградена основно от метал и скали, Юпитер е съставен най-вече от водород и хелий. Трябва да кажем също, че е толкова голям, че в него могат да се вместят хиляда свята като нашия. В дълбочина силното атмосферно налягане „изстисква“ от атомите електрони и по този начин водородът се превръща в горещ метал. Смята се, че именно тази ситуация е причината за това отделяната от Юпитер енергия да е два пъти повече от тази, която планетата получава от Слънцето. Възможно е ветровете, които шибаха сондата на „Галилео“ в най-ниската достигната от нея точка, да не са резултат от слънчевата светлина, а от зараждащата се енергия в дълбоките недра на планетата. Изглежда, в самото ядро на Юпитер има изграден от метал и скали свят, чиято маса е много пъти по-голяма от тази на Земята. Над него се плискат огромни океани от водород и хелий. Да посетим металическия водород — да не говорим за скалното ядро, — ще бъде отвъд човешките възможности още векове или дори хилядолетия.

Във вътрешността на Юпитер налягането е толкова голямо, че е трудно да си представим какъвто и да било живот там — дори и много по-различен от нашия. Неколцина учени, сред които съм и аз, се опитаха — просто за идеята — да си представят екосистемата, която би се развила в атмосферата на една планета от рода на Юпитер, като подобна на рибите и микроорганизмите в земните океани.^[1] В една такава среда зараждането на живот може да се окаже трудно, но сега вече знаем, че удрящите се в планетите комети и астероиди пренасят на повърхността си материали от един свят на друг и че дори е възможно сблъсъците в ранната история на Земята да са пренесли на Юпитер примитивни форми на живот от нашата планета. Това, разбира се, са само предположения.

Юпитер е на около пет астрономически единици от Слънцето, Една астрономическа единица (съкратено АЕ) е равна на разстоянието между Земята и Слънцето, т.е. на около 150 милиона километра. Ако не бяха вътрешната температура и парниковият ефект в огромната атмосфера на Юпитер, температурите там щяха да са около –160°C. Приблизително такива са повърхностните температури на луните на Юпитер — твърде ниски, за да има живот.

Юпитер и повечето от другите планети в нашата Слънчева система обикалят около Слънцето в една и съща равнина, сякаш са вкарани в различни пътеки на една грамофонна плоча или компактдиск. Защо е станало така? Защо орбиталните равнини не са наклонени под различен ъгъл? Исак Нютон — гениалният математик, който пръв стига до разбирането за това как гравитацията движи планетите, също е озадачен от липсата на забележими отклонения в орбиталните равнини на планетите и стига до извода, че в началния период от съществуването на Слънчевата система Бог е пуснал световете да обикалят по една и съща равнина.

Но един друг математик — Пиер Симон, маркиз Дьо Лаплас — а по-късно и прочутият философ Имануел Кант откриват, че това може да се е случило и без божествена намеса. Може да ви се стори иронично, но те се основават на същите тези физически закони, които Нютон е открил. Ето какво гласи съкратеният вариант на хипотезата на Кант-Лаплас. Представете си един неправилен облак газ, който бавно се върти сред звездите. Има много такива облаци. Ако плътността му е достатъчно голяма, взаимното гравитационно привличане на различните части на облака ще преодолее първоначалното хаотично движение и облакът ще започне да се концентрира. И докато прави това, той ще започне да се върти все по-бързо и по-бързо, подобно на правещ пируети фигурист, който постепенно прибира ръце към тялото си. Завихрянето няма да повлияе на съкращаването на облака по оста на въртене, но ще забави свиването по равнината на въртене. Първоначално неправилният облак ще се превърне в плосък диск. След това планетите, които се образуват или кондензират от материята на диска, ще обикалят по орбити в приблизително една и съща равнина. Законите на физиката са напълно достатъчни и няма нужда от свръхестествена намеса.

Но да се предскаже, че един такъв дископодобен облак е съществувал преди оформянето на планетите, е едно, а потвърждаването на това предположение — чрез реални наблюдения на подобни дискове около други звезди — е съвсем друго. Когато за първи път са открити други подобни на Млечния път спирални галактики, Кант решава, че именно те са предсказаните предпланетни дискове и че „небуларната хипотеза“ за произхода на планетите е намерила своето потвърждение (nebula идва от гръцката дума за „облак“). Доказано е обаче, че тези спираловидни форми са далечни, обсипани със звезди галактики, а не близки строителни площадки за създаване на звезди и планети. Оказва се, че никак не е лесно да бъдат открити околозвездни облаци.

Небуларната хипотеза беше доказана едва повече от век по-късно, с помощта на новите технологии, включително и на орбитални обсерватории. Когато насочим погледа си към млади, подобни на Слънцето звезди — каквото е било нашето светило преди четири или пет милиарда години, — откриваме, че повече от половината са обградени от плосък диск от прах и газ. В много случаи изглежда, че най-близките до звездата части са свободни от материя, сякаш там вече са се оформили планети, които са погълнали междузвездните частици. Макар да не става дума за окончателно доказателство, това все пак е сериозна податка за това, че подобните на нашата звезди ако не неизменно, то поне често са придружавани от планети. Подобни открития увеличават вероятния брой на планетите в Млечния път поне до няколко милиарда.

Но как стои въпросът с фактическото регистриране на други планети? Нека вземем като изходна позиция това, че звездите са много далеч — най-близката е на почти един милион АЕ, — а във видимия спектър планетите светят само с отразена светлина. Все пак нашата технология се развива скокообразно. Дали все пак няма да можем да засечем поне обикалящите около близките звезди големи братовчеди на Юпитер — ако не във видимия, то поне в инфрачервения спектър?

През последните няколко години сме навлезли в нова ера от човешката история, през която вече можем да засичаме и планетите на други звезди. Първата достоверно открита планетна система придружава една твърде невероятна звезда — B 1257 + 12 е бързо въртяща се неутронна звезда — остатък от звезда, която някога е била по-масивна от Слънцето и е избухнала в колосален взрив на свръхнова. Магнитното поле на тази неутронна звезда привлича електрони и ги принуждава да се движат по такъв начин, че — подобно на фар — тя излъчва лъч радиосветлина през междузвездното пространство. По една случайност този лъч прихваща и Земята — веднъж на всеки 0,0062185319388187 секунди. Именно по тази причина B 1257 + 12 е наречена „пулсар“. Вследствие от голямата точност на измерванията, Алекс Волшсжан — който понастоящем работи в Щатския университет в Пен — успя да открие „примигвания“ — промени в последните няколко знака след десетичната запетая. Какво се крие зад тях? Звездотресения или някакви други феномени на самата неутронна звезда? В хода на годините те са демонстрирали точно поведението, което можем да очакваме, ако около B 1257 + 12 обикалят планети, които леко да отклоняват лъча — първо в едната, а после в другата посока. Квантитативните съответствия са толкова точни, че заключението може да бъде само едно: Волшсжан е открил първите известни планети извън Слънчевата система. Нещо повече — те не са големи светове с размерите на Юпитер. Две от тях са може би съвсем малко по-масивни от Земята и обикалят около звездата на разстояния, които не се различават много от това между Земята и Слънцето, 1 АЕ, Можем ли да очакваме на тези планети да има живот? За съжаление неутронната звезда изхвърля вихър от заредени частици, който ще повиши повърхностната температура на тези подобни на Земята светове до много над точката на кипене на водата. Като се има предвид, че се намира на 1300 светлинни години от нас, то определено няма скоро да се отправим към тази система. Понастоящем остава загадка това дали тези планети са оцелели при избухването на свръхновата — от която се е родил пулсарът, — или са се оформили от останалите от нея отломки.

Малко след епохалното откритие на Волшсжан бяха регистрирани още няколко обекта с планетна маса (основно от Джеф Марси и Пол Бътлър от Щатския университет в Сан Франциско), които обикалят около други звезди — този път обикновени, подобни на нашето Слънце светила. Използваната технология беше различна и прилагането й беше много по-трудно. Планетите бяха открити с помощта на конвенционални оптически телескопи, които следят периодичните промени в спектъра на близките звезди. Понякога се случва някоя звезда да се приближи към нас за момент и след това да се отдалечи, което може да се определи от промените в дължината на вълните на спектралните й линии, т.нар. „Доплеров ефект“ (нещо подобно се наблюдава при промяната в честотата на клаксона на една кола, която се приближава към или се отдалечава от нас). Някакво невидимо тяло притегля звездата. Още веднъж един невидим свят е открит вследствие на едно квантитативно съответствие — между наблюдаваните леки периодични движения на една звезда и това, което бихте очаквали, ако около звездата обикаляше планета.

Отговорните за тези движения планети обикалят около звездите 51 от съзвездието Пегас, 70 от Дева и 47 от Голямата мечка. През 1996 г. подобни планети бяха открити и на орбита около звезда 55 от съзвездието Рак, Тау от Малката мечка и Ипсилон от Андромеда. Както 47 от Голямата мечка, така и 70 от Дева могат да бъдат наблюдавани с невъоръжено око през някоя пролетна вечер. Те са разположени много близо като за звезди. Масата на тези планети изглежда варира от малко под тази на Юпитер до няколко пъти повече от нея. Това, което е особено учудващо в случая, е колко близо до своите звезди се намират, от 0,05 АЕ за 51 от Пегас до малко над 2 АЕ за 47 от Голямата мечка. Тези системи могат да съдържат и по-малки, подобни на Земята планети, които все още да не са открити, но тяхното разположение не е като на нашата.

В нашата Слънчева система малките планети от земен тип се намират от вътрешната страна, а големите светове от юпитеров тип са от външната. В случая с четирите гореспоменати звезди, изглежда, планетите с подобна на юпитеровата маса се намират отвътре. Все още никой не е разбрал защо това е така. Всъщност дори не сме сигурни дали тези планети наистина приличат на Юпитер — с огромни атмосфери от водород и хелий, с металически водород в дълбочина и още по-надолу — с подобно на Земята ядро. Знаем обаче, че атмосферите на планетите от юпитеров тип не се изпаряват дори и на толкова малко разстояние до техните звезди. Изглежда малко вероятно те да са се образували в периферията на своята планетна система и едва по-късно по някакъв начин да са се приближили до звездата. Все пак е възможно някои ранни масивни планети да са били забавени от облака газ и да са били отклонени по спираловидна траектория навътре. Повечето специалисти твърдят, че Юпитер не би могъл да се образува толкова близо до звездата.

А защо не? Стандартната ни представа за произхода на Юпитер може да бъде представена по следния начин. Във външните части на небуларния диск, където температурите са били много ниски, са се образували миниатюрни светове от лед и скали, подобни на кометите и ледените луни във външните части на Слънчевата система. Тези замръзнали тела са се удряли едно в друго с ниски скорости, сраствали са се и постепенно са станали достатъчно големи, за да могат по гравитационен път да привлекат основното количество водород и хелий от облака, като по този начин са образували Юпитер отвътре навън. Смята се обаче, че по-близо до звездата температурата на облака е била твърде голяма, за да може въобще да се кондензира лед, и съответно целият процес се прекъсва. Питам се обаче дали някои небуларни дискове не са били с температура под точката на замръзване на водата дори и в голяма близост до местната звезда.

При всички положения — като се има предвид присъствието на планети от земен тип около пулсар и на четири нови планети от юпитеров тип около подобни на Слънцето звезди — нашата Слънчева система едва ли може да се разглежда като типична. Това е от ключово значение, ако таим надежди да изградим обща теория за произхода на планетните системи. Сега вече тя ще трябва да приюти голямо разнообразие от такива системи.

Още по-наскоро една друга техника, наречена астрометрия, беше използвана за засичането на две или може би три подобни на Земята планети около една много близка до Слънцето звезда, Леланде 21185. В случая точното движение на звездата беше наблюдавано в продължение на дълги години и много внимателно беше следено за отклонения, които да се дължат на обикалящи около нея планети. Отклоненията на Леланде 21185 от кръгови или елипсовидни орбити ни позволиха да регистрираме наличието на планети. Следователно в случая имаме подобна или поне донякъде подобна на нашата планетна система. Изглежда, в околното междузвездно пространство има поне две, а може би и повече категории планетни системи.

А що се отнася до живота на тези светове от юпитеров тип, той е също толкова вероятен, колкото би бил и на нашия собствен Юпитер. Има голяма вероятност обаче тези светове също да имат луни, подобно на шестнадесетте, които обикалят около Юпитер. И тъй като тези луни, подобно на големите планети, около които обикалят, ще са близо до местната звезда, техните температури (това е валидно най-вече за 70 от Дева) може би ще са благоприятни за живот. Отдалечени на 35–40 светлинни години от нас, тези светове са достатъчно близки, за да можем да започнем да мечтаем за това как един ден ще изпратим там един много бърз космически апарат, а данните от неговата мисия ще бъдат получени от нашите потомци.

Междувременно на бял свят се появяват все нови и нови техники. Освен примигванията в ритъма на пулсарите и Доплеровите измервания на радиалните честоти на звездите, вече има и наземни или — в по-добрия случай — орбитални интерферометри; наземни телескопи, които компенсират атмосферните турбуленции. Правят се и наблюдения от земната повърхност, които използват ефекта на гравитационна леща, предизвикан от далечни масивни тела, както и много точни, осъществени от космоса, наблюдения върху помръкването на една звезда, когато някоя от планетите й минава пред нея. Всичко изглежда напълно подготвено и през следващите няколко години можем да очакваме добри резултати. Намираме се на една крачка от момента, когато ще се впуснем сред хилядите близки звезди в търсене на техните спътници. Струва ми се напълно вероятно през идните няколко десетилетия да получим информация поне за стотици други планетни системи, които се намират някъде близо до нас, сред обширните пространства на Млечния път. А може би ще открием и няколко малки сини свята, облагородени с океани от вода, кислородна атмосфера и недвусмислени признаци за съществуването на някакъв живот, дори и много по-различен от нашия.