ВАЖНЕЙШИЙ ПОБОЧНЫЙ ПРОДУКТ: ПЛАНЕТЫ И ЛУНЫ

Второе важное событие, которое происходит, когда протозвезда сжимается и вращается всё быстрее и быстрее, состоит в том, что она сплющивается в диск — и на экваторе от неё отламываются куски материала. Дальше они могут уплотняться в планеты, и от центральной звезды им может передаваться вращательный импульс, заставляющий планеты следовать вокруг центральной звезды по стабильным орбитам.[4] Аналогичный процесс в ещё меньшем масштабе может привести к тому, что вокруг самих планет будут вращаться спутники ещё меньшего размера.

Конечно, подробности этого процесса значительно сложнее и до сих пор до конца не поняты. До самого недавнего времени единственным примером такой «солнечной системы», который мы когда-либо видели, была та система, в которой мы живём. Один из давних и важнейших споров в астрономии касался частоты формирования планет: являются ли Земля и её братья и сёстры уникальным явлением, или эта и другие галактики изобилуют подобными объектами? Писатели-фантасты обычно предпочитают последнее по той очевидной причине, что это предполагает гораздо более широкий диапазон сюжетных возможностей. (Если бы мы знали, что мы уникальны, мне не было бы особого смысла писать эту книгу!)

В последние годы астрономическая мысль была большей частью на стороне писателей-фантастов, предполагая, что планеты достаточно широко распространены, но это подозрение оставалось лишь гипотезой, основанной на теории и не подтверждённой прямыми наблюдениями. В последнее время ситуация меняется — фактически, пока я работал над этой главой, вышел отчёт об обнаружении телескопом «Хаббл» дисков, подобных тем, что ожидаются для формирующихся солнечных систем, вокруг многих молодых звёзд в туманности Ориона.[5]

Поскольку ожидается, что планеты будут конденсироваться из диска, кружащегося вдоль экватора вращающейся протозвезды, можно было бы ожидать, что их орбиты будут лежать, как минимум, примерно в одной плоскости. Они могут быть искажены гравитационным взаимодействием с телами, прилетающими извне, но когда орбита одной из планет в системе значительно отклонена от орбит других планет (например, как у Плутона в нашей системе), вы можете предположить, что сама эта планета — бывший сторонний объект, который был захвачен гравитацией.

Характеристики планет, как и характеристики звёзд, в значительной степени определяются их массами. В случае планет существует и другой важный определяющий фактор: природа первичной звезды, или «солнца», и расстояние, на котором вращается планета. Более того, эти факторы взаимодействуют друг с другом.

В нашей Солнечной системе планеты (за возможным исключением Плутона, который может быть объектом стороннего происхождения), естественным образом явственно делятся на две широкие категории. Самые внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — могут быть объединены в категорию «землеподобных»: это относительно небольшие каменистые тела, в атмосфере которых (если таковая имеется) есть большое количество таких газов, как азот, водяной пар, углекислый газ и кислород. Внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — это «юпитеры»[6] (то есть, планеты, сходные с Юпитером): газовые гиганты значительно большего размера, чем землеподобные, с плотной атмосферой (по крайней мере, у некоторых из них может даже не быть твёрдого ядра), состоящей в основном из тех же видов лёгких газов, которые обычно встречаются в межзвёздной среде (много водорода и гелия, и в меньшем количестве — метан и аммиак).

То, что планеты земной группы расположены близко к Солнцу, а юпитеры дальше — это не случайность. Вполне возможно, что первоначально у всех планет в целом был тот же самый состав, что и у протозвёздной туманности, из которой они образовались. Юпитеры, удалённые от первичной звезды, всё ещё сохраняют определённое сходство с этим составом, а также большую часть своей первоначальной массы. Землеподобные планеты утратили большую часть своей исходной массы, в частности, самые лёгкие газы, потому что их близость к центральному телу нагревала эти лёгкие газы настолько сильно, что они вырывались из уз их гравитации.

Для писателя-фантаста «земли и юпитеры» — это, вероятно, слишком простая и ограниченная классификация для всех видов планет, которые могут существовать. Различия внутри каждого из классов достаточно велики — например, Меркурий значительно меньше и горячее Земли, практически лишён атмосферы, тогда как Венера примерно такого же размера, как Земля, но обладает гораздо более плотной атмосферой, и у неё гораздо более горячая поверхность. Если во Вселенной так много планет, как кажется, то маловероятно, что в нашей небольшой локальной коллекции есть образцы всех возможных типов. В других планетных системах могут существовать, например, планеты, занимающие промежуточное положение между Землёй и Нептуном, или более массивные, чем Юпитер.

Поскольку природу планет должны определять законы физики и химии, мы можем сделать несколько обоснованных предположений о типах, которые могли бы существовать. Как писатель-фантаст, я счёл полезным писать о них в рамках расширенной системы классификации, описанной писателем-фантастом Полом Андерсоном (в книге «Есть ли жизнь в других мирах?» (“Is There Life on Other Worlds?”)): супер-юпитеры, юпитеры, мини-юпитеры, суперземли, земли и миниземли.

Супер-юпитеры