Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба - Эрик Асфог

Как бы невероятно это ни звучало, возможно, аналог среды, основанной на углероде, находится на поверхности окутанного смогом спутника Сатурна – знаменитого Титана. Его вполне можно считать планетой в своем праве, поскольку он в десять раз массивнее Плутона. На Титане углеводородные моря лежат поверх коры из водяного льда, формирующей крупные континенты. Но он не является карбидной планетой в полном смысле этого слова. Под метаново-этановыми морями и корой из водяного льда лежит глобальный водный океан, который, как считается, нагревается приливным действием Сатурна из-за эксцентриситета орбиты спутника.

На почти лишенной кислорода поверхности Титана тем не менее идут метановые дожди, которые создают напоминающий живописные послеледниковые ландшафты Земли рельеф, испещренный сотнями озер с изрезанной береговой линией. Некоторые из них тянутся на сотни километров и богаты островами и заливами.

* * *

Титан имеет приблизительно тот же диаметр, что и самые крупные спутники Юпитера Ганимед и Каллисто, – около 5000 км, примерно как Меркурий. Если Юпитер и Сатурн – типичные газовые гиганты с типичным соотношением содержания C и O, тогда их крупнейшие спутники рассказывают нам, как может происходить формирование подобных небесных тел по всему космосу. Тем не менее тут явно есть кое-что, чего мы не понимаем. Несмотря на практически тот же размер и объемную плотность, Титан почти по всем геологическим параметрам отличается от Каллисто и Ганимеда. Каллисто – холодный мертвый шар изо льда и горных пород, который никогда не прогрелся до такой степени, чтобы пережить гравитационную дифференциацию, тогда как Титан ближе всех известных нам небесных тел подошел к тому, чтобы считаться землеподобной гидросферной системой.

Геология на что-то намекает. Горный хребет высотой 20 км опоясывает по экватору ледяной спутник Сатурна Япет, имеющий диаметр 1500 км и прозванный «грецким орехом». Все теории о механизме формирования этих гор отдают безумием, но либо одна из них верна, либо все они недостаточно сумасшедшие.

NASA/JPL

Это только первая из геологических странностей вокруг Сатурна. Ближе, чем Титан, обращаются пять спутников среднего размера с диаметром от 300 до 1400 км; некоторые из них состоят из чистого льда, другие – наполовину из горных пород, а сверху покрыты льдом. Энцелад – один из самых маленьких, но на нем бьют гейзеры, которые указывают на наличие в его глубине океана из богатой аммиаком воды. За Титаном есть еще два спутника – Гиперион и Япет, которые состоят по большей части изо льда. Гиперион похож на стершийся шарик пемзы. Пожалуй, больше других мне нравится Япет – вполовину меньше Луны, он обращается по далекой наклонной орбите и почти целиком состоит из водяного льда. Он опоясан экваториальным горным хребтом высотой в 20 км. Одна половина Япета сияет белизной, а другая – угольно-черная.

Если оставить в стороне их необыкновенную геологию и общую странность, больше всего в этих спутниках среднего размера озадачивает то, что у Юпитера таких нет. У него есть четыре галилеевых спутника, три из которых обращаются в резонансе, и какие-то обломки. Теперь поищем разгадку этого факта.

* * *

Как у двигателя внутреннего сгорания, который при холодном запуске иногда дает обратную вспышку, у молодого Солнца первые несколько миллионов лет случались нерегулярные всплески высокой активности. Звезды, проходящие через эту стадию развития, называются звездами типа Т Тельца по названию хорошо изученной активной звезды в соответствующем созвездии. Пройдя этап родовых мук, звезды в конце концов подчиняются правилу, в соответствии с которым самые тяжелые и яркие из них становятся голубыми, огромными и очень горячими, тогда как маленькие – красными, прохладными и тусклыми. Если нанести все известные звезды на график, где слева будут голубые звезды, справа – красные, внизу – тусклые, а вверху – яркие, они в основном выстроятся вдоль линии, идущей из верхнего левого угла в правый нижний. Эта линия называется главной последовательностью, и желтое Солнце находится прямо посередине нее. Также у главной последовательности есть множество исключений, а также ответвлений, где пребывают молодые звезды, еще не развившиеся до главной последовательности, и старые звезды, уже покинувшие ее.

Солнце, весьма рядовая звезда, испускает свои тепло и свет практически с неизменной силой на протяжении 4,5 млрд лет. Оно не такое маленькое, как красные карлики, которые горят исключительно экономно. Но и не такое большое, чтобы сгореть за 10 млн лет, как это происходит с голубыми гигантами, которые становятся сверхновыми. Наше Солнце – хорошая звезда, и у нас в баке еще достаточно горючего. Его светимость постепенно увеличивается, поднявшись примерно на четверть с момента зарождения, что слегка сдвинуло его по главной последовательности, но никаких других претензий ему не предъявишь. Разумеется, мы время от времени сталкиваемся с корональными выбросами массы, когда Солнце извергает магнитоэлектрический пузырь и окатывает нашу планету потоками излучения[107]. Но по сравнению с тем, что происходит в других планетных системах, эта активность вполне безобидна.

Но так будет не всегда. Примерно через 5–7 млрд лет для нас начнутся «сумерки богов», последняя смута, в ходе которой планеты сойдут со своих орбит. Покинув главную последовательность, Солнце станет красным гигантом и за несколько миллионов лет поглотит Меркурий, Венеру и, возможно, Землю. Затем оно сожмется, выбросив в пространство половину своей массы. Астрономы с соседних звезд смогут наблюдать в своем небе «новую», расширяющуюся оболочку сверкающего газа, которая исчезнет через несколько тысяч лет. Солнце перестанет удерживать внешнее облако Оорта, тела которого отправятся странствовать по межзвездному пространству как космические призраки. То, что останется от звезды, будет сжиматься, пока она не станет белым карликом, чрезвычайно плотным телом, сияющим белым светом благодаря своей гравитационной энергии, – едва живым, но ярким, размером с Землю, но в миллиард раз тяжелее. Мы полагаем, что такова судьба нашей Солнечной системы, отчасти потому, что Солнце – обычная звезда, и мы наблюдаем множество примеров таких звезд на различных стадиях эволюции, а отчасти, поскольку наше теоретическое понимание таких процессов шагнуло далеко вперед и хорошо согласуется с результатами наблюдений.