Гипотеза Вейцзеккера - не догма. Она может быть улучшена, и .многие исследователи вносили в нее значительные уточнения, например с учетом магнитных полей. Постепенно, кажется, они подошли к весьма удовлетворительным результатам. Разумеется, с помощью этой теории можно объяснить и то, почему формы орбит приближены к окружности, почему они расположены в одной плоскости и почему, за некоторыми исключениями, имеют одно направление вращения.
Недавние работы показали, что если вращающийся диск возникает в результате сжатия газа и пыли в произвольное число "протопланет", то их орбиты эволюционируют - в сответствии справилом Боде - просто в силу взаимного при-j тяжения. Таким образом, вейцзеккеровские "вих-' ри" оказываются излишними, i
Итак, "естественные" теории, объясняющие^ возникновение Солнечной системы, опираются на все более солидные аргументы, а это имеет фундаментальное значение при исследовании проблемы внеземной жизни.
ОБРАЗОВАНИЕ ПЛАНЕТЫ - ЕСТЕСТВЕННЫЙ ЭТАП В ЖИЗНИ ЗВЕЗДЫ
Есть много разных аргументов в защиту гипотезы о существовании иных планетных систем.
Известно, например, что одной из характерных особенностей Солнечной системы является распределение ее углового момента*. Медленное - за двадцать пять земных суток - вращение Солнца вокруг своей оси и быстрое обращение планет на большом расстоянии вокруг него создает впечатление, что планеты унесли большую часть вращения Солнца с собой. Математическим языком говорят, что на планеты приходится 98% момента количества движения Солнечной системы: из них на один гигант Юпитер 60%, а на Солнце - 99,9% ее массы.
И вот недавно случилось чрезвычайно важное событие. Стало возможным измерить скорость вращения звезд вокруг своей оси и тем прямо доказать существование планет при них.
Не будем утомлять читателя техническими подробностями, лишь вкратце опишем метод, применяемый астрономами для этих вычислений. Ведь наши рассуждения о внеземной жизни в значительной мере основаны на том, что во Вселенной есть много планетных систем, подобных нашей. Без этих научных доказательств не было бы и этой книги.
* Если какое-либо тело совершает вокруг своей оси п оборотов в секунду, величина w=2Kn называется угловой скоростью, а момент количества движения выражается как L, L=mfr"dm или, если ввести момент инерции тела 1 по отношению к оси вращения, L = 1 (о. Угловой момент любой системы обладает важным свойством оставаться постоянным в отсутствие внешних воздействий. Момент количества движения планет зависит отчасти от их вращения вокруг своей оси, но главным образом от движения вокруг Солнца.
Скорость вращения звезд измеряется с помощью спектрального анализа. Спектральные линии, наблюдаемые на звездах, смещаются в сторону красной или фиолетовой части спектра, в зависимости от движения звезды по отношению к нам. Если она удаляется, линии смещаются к красному, если приближается - к фиолетовому. Это эффект ДоплераФизо, который легко наблюдать, когда рядом с нами гудит проезжающий мимо автомобиль. Сначала гудок кажется выше, чем на самом деле (фиолетовое смещение), потом - ниже (красное смещение).
Когда звезда вращается вокруг своей оси, один край ее видимого диска приближается к нам, другой удаляется. В результате спектральная линия расширяется, и мера этого расширения указывает на искомую скорость вращения.
Таким образом установили, что хотя и есть звезды, вращающиеся весьма быстро - порядка 500 км/сек, однако большинство вращаются относительно медленно - 10 км/сек и менее.
Известно, что звезды в зависимости от температуры делятся на несколько спектральных классов (см. Дело 2, документ 1, с. 78). И вот выясняется, что "горячие" звезды типа О и В вращаются быстро, а "холодные" звезды - гораздо медленнее. 22% звезд типа А, 55% звезд типа F и почти все звезды типов G, К и М имеют скорость вращения меньше 50 км/сек. Это указывает на то, что в ходе эволюции, причем, несомненно, на ранней стадии, эти звезды растеряли большую часть своего углового момента. Самое вероятное объяснив этому явлению выбросив часть своей материи, они образовали планетные системы.
Чтобы проиллюстрировать этот тезис, достаточно предположить, что было бы, если бы все планеты Солнечной системы вновь слились с Солнцем. Дававайте произведем некоторые расчеты. Поскольку момент количества движения замкнутой системы
величина постоянная, скорость вращения должна увеличиться, чтобы компенсировать уменьшение радиуса. В результате скорость вращения Солнца приблизилась бык 100 км/сек. Именно такую скорость оно, видимо, и должно было иметь в "молодости".
Итак, образование планетной системы - естественная и нормальная стадия эволюции звезды. Но 67% всех звезд нашей Галактики - как и наше Солнце, старые "холодные" звезды, относящиеся к категории F и последующим. Есть все основания думать, что они уже достигли той стадии эволюции, когда появляются планетные системы. Вот первое доказательство обилия планет во Вселенной.
Однако недостаточно только знать о существовании планет, астрономам хотелось бы. увидеть их, так сказать, "своими глазами". К сожалению, даже самые совершенные современные инструменты не позволяют непосредственно наблюдать за такими небесным телами - их свет слишком слаб и теряется в неизмеримо более сильном свете звезд.
Но существуют методы косвенного наблюдения, которые дают возможность обнаружить другие планеты.
Так, можно наблюдать потемнение звезды, когда перед ней проходит планета. Правда, это возможно лишь в том редком случае, когда наблюдатель находится в одной плоскости с планетной орбитой. К тому же потемнение слишком слабо, чтобы его можно было заметить с Земли; всего около одной сотой звездной величины*. Но из обсерваторий на Луне или на орбитальных станциях, где отсутствует влияние земной атмосферы,
* В звездных величинах измеряется видимый блеск звезды. Еще в античные времена звезды были довольно произвольным образом разделены на шесть величин. Это понятие было уточнено, когда вывели математическое соотношение между величиной звезды m и получаемой нами от нее световой' энергией Е: m == С -2,5 log Е.
это можно будет сделать. А значит, в будущем появится возможность обнаружить и даже вычислить движение планет даже вокруг слабых (т. е. сильно удаленных) звезд.
Существует и другой метод обнаружения планет, который успешно применяется. Он достаточно прост, его можно проиллюстрировать ярким примером.
Обычно говорят, что Земля вращается вокруг Солнца. Но это не так: Земля вращается вокруг некоторого центра тяжести, который не совпадает с центром Солнца. Почему? Представьте: отец кружит вокруг себя на вытянутых руках ребенка, тот отклоняется, противодействуя центробежной силе, и описывает небольшой дополнительный круг вокруг собственной оси. Так же и Солнце, притягиваемое своими планетами, особенно Юпитером, масса которого довольно значительна, описывает дополнительный круг радиусом в 700 тысяч километров. Оно совершает этот путь за двенадцать земных лет, или один юпитерианский. Астрономы на Проксиме Центавра могли бы рассчитать эту аномалию движения Солнца и вычислить существование Юпитера, даже не наблюдая его.
По отношению к звездам это рассуждение уже не раз использовалось. В 1844 году Бессель заинтересовался неправильностями движения Сириуса и предположил, что по соседству с ним должно находиться крупное небесное тело. В 1851 Х. году Петерс на основании отклонений Сириуса ">
Постоянная С означает, что самые яркие звезды при наблюдении невооруженным глазом имеют величину, равную нулю. На самом деле величины некоторых светил отрицательны. Величина Венеры равна ~4,3, так что она ясно видна даже днем. Положительная величина соответствует уменьшению видимого блеска: одна единица величины соответствует уменьшению блеска в два с половиной раза. Одна сотая величины соответствует уменьшению блеска менее чем на 1%.
рассчитал теоретическую траекторию этого светила, а в 1862 году Альван Кларк обнаружил его почти в расчетном месте. Тридцать лет спустя тот же метод позволил Шеберле найти карликового спутника Прокиона.