Человечеству известно несколько тысяч экзопланет. Однако значительное их количество абсолютно непригодно не только для того, чтобы там поселиться, но и чтобы просто на них высадиться. Кроме того, большинство из них расположено так далеко от нас, что попасть туда, если как-то не обойти теорию относительности, не удастся и за тысячи лет полета. Однако мы все же нашли шесть миров, которые заслуживают того, чтобы когда-то на них высадиться.
Экзопланеты вокруг нас
По состоянию на октябрь 2024 года ученые подтвердили существование 5765 планет в 4304 звездных системах. Еще большее их количество до сих пор ждет подтверждения. Их может показаться невероятно много, однако сразу же возникает вопрос: а есть ли среди них такая, на которую можно полететь и жить там, как на Земле.
По состоянию на сегодня наука не знает ни одного небесного тела, о котором с уверенностью можно сказать, что оно похоже на Землю настолько, что там можно находиться без скафандра. Но при этом есть немалое количество планет, где могут быть условия, по крайней мере сравнимые с теми, к которым привыкли мы.
Такое положение вещей объясняется тем, что значительная часть открытых экзопланет — газовые и ледяные гиганты, на которых полностью отсутствует твердая поверхность. Еще какое-то количество землеподобных планет расположено близко к своей звезде и имеет расплавленную поверхность или настолько горячую атмосферу, что ни один материал в ней не выдержал бы длительного пребывания.
Остается определенное количество миров с условиями от безатмосферного горячего Меркурия до ледяных планет, подобных Плутону. Теоретически только на них можно находиться длительное время. Если мы хотим высадиться где-нибудь, где в небе светит чужая звезда, то надо считать только их.
Но это еще не все. Многие из этих планет находятся на расстоянии в десятки, сотни, а то и тысячи световых лет от нас. Теория относительности запрещает чему угодно двигаться быстрее, чем фотоны, и приблизиться к доступным им 300 тыс. км/с крайне трудно. Ведь при приближении к этой величине расход энергии на ускорение 1 кг массы возрастает экспоненциально и в какой-то момент становится близким к бесконечности.
Конечно, всегда можно пофантазировать о сверхсветовых путешествиях, которые позволили бы достичь самых отдаленных звезд за приемлемые с точки зрения человеческой жизни временные промежутки. Однако всегда следует помнить, что в рамках современной физики это именно фантазии; она не запрещает их существование, но и не может утверждать, что они точно когда-нибудь могут реализоваться.
Как быстро может лететь космический корабль
Поэтому круг экзопланет, которые следует рассматривать как цель межзвездного путешествия, определяется ответом на вопрос о скорости, которой корабль с людьми действительно может достичь. Это немножко спекулятивно с учетом того, что до сих пор ни один космический аппарат не удавалось разогнать до скорости больше нескольких десятков километров в секунду, а с ней нам даже до ближайших экзопланет нужно лететь несколько тысяч лет. И, конечно, в таком случае не только люди, но и наша техника успеет выйти из строя, и никто никуда не долетит.
Однако физика не запрещает космическим кораблям летать гораздо быстрее, чем сейчас. Все, что нам нужно — это научиться эффективнее разгоняться и тормозить. Какие при этом скорости становятся практически достижимыми — опять же, точно сказать никто не может, но можно, например, остановиться на двух вариантах: сотая и десятая доли скорости света, соответственно, 3 тыс. и 30 тыс. км/с. Исходя из них, мы можем посмотреть, какие уже известные экзопланеты стоят того, чтобы их посетить.
Проксима Центавра b
Первый кандидат для посещения — конечно же, ближайшая к нам планета — Проксима Центавра b. Она расположена на орбите красного карлика, который, в свою очередь, вращается вокруг пары Альфа Центавра А и Альфа Центавра В. Если корабль будет лететь туда со скоростью в 1/100 световой, то доберется до места за 424 года. Если же со скоростью в 1/10 световой — то только за 42. Люди на борту при этом могут находиться в криогенной заморозке или же там может смениться одно или несколько поколений. Оба варианта на сегодня являются крайне сложными, но нет причин не реализовать их.
Когда же астронавты прибудут на Проксиму b, то, скорее всего, увидят планету, довольно похожую на Землю. Ее масса лишь на 7% больше, чем у Земли. Радиус до сих пор неизвестен, но он не может превосходить земной на 40%. Если предположить, что плотность этой планеты такая же, как у Земли, то сила тяжести на поверхности будет на 5% выше, чем та, к которой мы привыкли.
Проксима Центавра b — холодная планета. Она получает от своей звезды лишь 65% той энергии, которую имеет Земля, в результате чего средняя температура на ее поверхности должна быть -39°C, то есть большая часть ее океанов должна быть покрыта льдом, но, скорее всего, зона свободной воды там так или иначе существует.
Однако не это должно больше всего влиять на климат планеты. Время ее вращения занимает 11,18 земных суток и наиболее вероятно, что столько же длятся и сутки. Это называется приливным захватом, и результатом является то, что планета все время повернута к своей звезде одной и той же стороной.
Более точный ответ, как выглядит наша ближайшая соседка, невозможен из-за нашего незнания, насколько мощными на самом деле являются ее атмосфера и гидросфера и действительно ли ее день и год соотносятся как 1:1. Моделирование многочисленных комбинаций этих факторов дают диапазон возможных портретов планеты от промерзшего непригодного для жизни камня до немного прохладного и достаточно экстремального океанического мира.
Барнард b
Вторая экзопланета, которая стоит того, чтобы к ней лететь, — Звезда Барнарда b. Она вращается вокруг старого красного карлика в созвездии Змееносца. Это светило настолько тусклое, что увидеть его невооруженным глазом невозможно. Со скоростью в 1/100 от световой космический корабль будет лететь туда 596 лет, со скоростью 1/10 — около 60 лет.
О самой планете нам известно не так уж много. Ее масса составляет 37% от земной, а период обращения — около трех суток. Исходя из этих параметров, можно предположить, что Барнард b — лишенный жизни мир с тонкой или совсем отсутствующей атмосферой, похожий на Марс или Меркурий.
Почти наверняка планета приливно захвачена. Поэтому, скорее всего, ее дневная сторона настолько раскалена, что находиться на ней даже в скафандре можно только очень ограниченное время. А вот на ночной стороне вполне можно построить базу. Конечно, жизнь там будет очень далека от земных стандартов, но все же это действительно экзопланета, до которой можно долететь и прогуляться по поверхности. Вполне возможно, что она не одна в системе и там действительно есть лучшие места для жизни.
Росс 128 b
Еще одна планета, вращающаяся вокруг близкого, но невидимого невооруженным глазом красного карлика, — Росс 128 b. Лететь к ней со скоростью в 1/100 от световой придется 1100 лет. Со скоростью в 1/10 световой — 110 лет.
Сама планета на 40% тяжелее Земли и имеет на 60% больший радиус. Благодаря меньшей, чем у Земли, плотности сила тяжести здесь лишь на 12% превышает привычную нам. Существует несколько оценок температуры на планете в зависимости от ее альбедо. Они держатся в диапазоне от -60 до +21°C. То есть планета должна иметь сравнимую с Землей температуру.
При этом она, как и все предыдущие, с высокой долей вероятности должна быть приливно захваченной, то есть все время повернутой к звезде одной и той же стороной. Однако если она имеет мощные атмосферу и гидросферу (а именно на это намекает ее низкая плотность), то это может не составить много проблем. Кроме того, эксцентриситет 0,21 означает надежду на то, что смена дня и ночи на ней все же происходит хотя бы на определенной территории из-за либрации.
Кроме того, большое количество воды может означать то, что она полностью покрыта океаном, который у полюсов покрыт ледяными шапками. Так что вполне возможно, что походить там удастся разве что морским дном. Города, если люди попытаются там поселиться, придется строить подводные или плавучие.
GJ 1061 с и d
Следующими кандидатами на организацию межзвездного полета к ним являются две планеты, расположенные в системе GJ 1061. При скорости 1/100 световой путешествие к ней займет 1198 лет. При 1/10 — всего 120.
В системе открыто три суперземли, но планета b расположена слишком близко к звезде и по «гостеприимству» должна напоминать Венеру. Планета c делает один оборот за 6,7 земных суток, причем, поскольку она с высокой вероятностью является приливно захваченной, сутки на ней длятся столько же.
Если планета имеет такую же атмосферу, как и Земля, то средняя температура на ней составляет 35°C. То есть климат немного жарче земного. Однако учитывая то, что она по крайней мере на 75% массивнее ее, газовая оболочка должна быть плотнее, а парниковый эффект — ощутимее, поэтому даже при наличии кислородной атмосферы находиться там без скафандра будет невозможно.
Какая на этой планете сила тяжести, сказать трудно, поскольку у нас нет сведений о ее радиусе. Можно сказать лишь то, что чем она «рыхлее» и чем больше там воды и других легких материалов, тем больше вероятность того, что гравитация там будет близка к земной.
Планета GJ 1061 d находится еще дальше красного карлика. Она совершает один оборот вокруг него за 13 земных суток, при этом орбита ее ощутимо вытянута, ее эксцентриситет может достигать 0,53. Поэтому наиболее вероятно, что соотношение протяженности дня и года на ней составляет не 1:1, а 3:2. Как следствие, смена дня и ночи на ней все же должна происходить.
GJ 1061 d на 64 % массивнее Земли. Ее радиуса мы тоже не знаем, потому о силе тяжести ничего сказать не можем. А вот тепла от звезды она должна получать на 40% меньше нашей планеты. Если она имеет такую же атмосферу, как и наш мир, то средняя температура на ней составляет -10°C, то есть этот мир ощутимо холоднее нашего. Но вполне вероятно, что парниковый эффект там сильнее и планета имеет достаточно близкие к земным условия.
Лейтен b
Звезда Лейтена (GJ 273) — еще один крошечный красный карлик, на этот раз в созвездии Малого Пса. Со скоростью 1/100 световой лететь к нему 1235 лет, со скоростью 1/10 — 124 года. На сегодня признано существование двух вращающихся вокруг него планет. Еще две остаются неподтвержденными.
Лейтен b — вторая по расстоянию до звезды планета системы. Она совершает один оборот вокруг красного карлика за 18,64 суток. Этот мир получает от своего солнца на 20% больше энергии, чем Земля. Однако из-за того, что мы не знаем, какое альбедо она имеет, средняя температура на поверхности может быть как выше, так и ниже земной.
Вопрос о том, что собой на самом деле представляют суперземли, существенно массивнее нашей планеты, вообще остается открытым. Есть предположение, что они должны иметь очень мощные атмосферы и гидросферы, поэтому, вполне возможно, что поверхность Лейтена b представляет собой сплошной многокилометровый океан, над которым небо вечно закрыто облаками.
