Удивительная астрономия
Шрифт:
Если бы мы с помощью машины времени посетили, например, окрестности Москвы 160 миллионов лет назад, то ни за что не узнали бы привычных мест. Представьте, что почти вся Московская область была скрыта под водами неглубокого моря, которое тянулось через всю Русскую равнину с севера до южных окраин страны, где сливалось с еще более великим бассейном, включавшим в себя нынешние Аральское, Каспийское, Азовское, Черное и Средиземное моря. Это «суперморе» заливало большую часть Ближнего Востока, почти всю Северную Африку и Южную Европу.
Толщу вод населяли разнообразные ящеры – ихтиозавры, плезиозавры и плиозавры. Ихтиозавры своим внешним видом походили на дельфинов, вот
Плезиозавры тоже промышляли рыбой, но не преследовали ее, а поджидали в засаде. С приближением добычи ящер выбрасывал вперед свою длинную жирафовую шею, сидевшую на бочковидном туловище. Щелкала пасть маленькой головки, и шея пряталась обратно в подводное убежище.
Плиозавры, похожие на крокодилов, только с ластами вместо ног, охотились на других ящеров, в том числе на себе подобных. А если и промышляли рыбой, то главным образом крупными акулами. Этому способствовали исполинские размеры ящеров. Некоторые виды плиозавров достигали в длину 15–20 метров.
Однообразный водный пейзаж украшали разбросанные по пространству моря группки островов, поросшие рощицами причудливых растений, издали похожих на пальмы. Высадившись на один из таких островов, мы с удивлением обнаружим, что перед нами не пальмы, а близкие родственники современных елок и сосен – саговники, бовении, замии, беннеттиты. Заросли этих растений повсеместно оглашались криками ящеров. Разумеется, на островах не водилось гигантских рептилий: крупным животным просто не хватило бы здесь места. Вот почему нам встретились бы небольшие динозавры, из которых самые опасные – это поедатели падали, выброшенной на берег ураганом, и охотники на крабов.
Примерно таким может оказаться мир планеты динозавров, если она когда-нибудь обнаружится в Галактике. Разумеется, такая планета должна быть значительно моложе Земли. В противном случае люди опоздают застать на ней гигантских ящеров, которые будут вытеснены более совершенными и проворными животными. И это одно из главных препятствий в наших поисках «затерянного мира».
Есть ли в Галактике экзопланеты разного возраста или все космические объекты появились одновременно? Ученые точно знают, что планеты Солнечной системы начали формироваться почти одновременно из единой газопылевой туманности около пяти миллиардов лет тому назад. Однако к другим объектам в составе Галактики это не относится. Сама Галактика появилась примерно 13 миллиардов лет назад, и тогда же стало складываться ее древнейшее «население».
Скажем, планета Мафусаил, обнаруженная телескопом «Хаббл» в 1997 году в шаровом скоплении М4, родилась в эпоху становления Галактики, примерно 12,7 миллиардов лет назад. Это скопление легко наблюдать в любительские телескопы, стоит лишь направить их в созвездие Скорпиона. В скоплении имеется пара невидимых звезд – белый карлик и нейтронная звезда, которые обращаются вокруг общего центра масс (барицентра), образуя систему PSR B1620-26. Спутником двойной звезды как раз и является планета Мафусаил. Она относится к газовым гигантам, поскольку по весу в 2,5 раза превосходит Юпитер.
Астрономы подозревают, что когда-то белый карлик являлся обычной желтой звездой, вроде нашего Солнца, но затем «состарился». Его газовые оболочки рассеялись в космосе, оставив лишь центральное ядро, которое и стало белым карликом. Карлик и его планета были притянуты к себе тяжелой нейтронной звездой (пульсаром), образовав тройную систему. Как бы то ни было, Мафусаил является одной из древнейших планет Галактики.
Массивные голубые и бело-голубые звезды, обладающие высокой температурой поверхности, насчитывают по возрасту 1–1,2 миллиона лет, то есть невероятно молоды по космическим меркам. Если вокруг них и найдутся какие-нибудь планеты, то это будут совсем юные объекты. Голубые звезды чаще всего тоже рождаются группами из общего туманного облака и потом длительное время образуют яркие скопления – звездные ассоциации . Постепенно по мере взросления светила из такой ассоциации рассеиваются по Галактике, смешиваясь со «старым» звездным населением.
Внутреннее пространство ассоциаций заполняют плотные газопылевые облака, представляющие собой остатки первичного вещества. Сгустки газа в таких облаках до сих пор способны стягиваться в массивные разогревающиеся шары, из которых будут рождаться новые звезды. Поначалу новорожденную звезду укутывает так называемый кокон из газа и пылинок. Этот кокон со временем рассеивается или пополняет собой вещество протопланетного диска, кружащегося вокруг юного светила и порождающего планетные сгустки.
Интересно, что Солнце является звездой второго поколения. Так астрономы назвали светила, родившиеся из переработанной туманности. Когда-то на окраинах Галактики находилась крупная звезда, которая взорвалась и стала сверхновой. После взрыва осталось много газа, богатого углеродом, кислородом и металлами. Хлопья газа оседали на галактический диск, накапливаясь в спиральных рукавах, главным образом в той зоне, где сейчас находится Солнце. Из этой туманности и родилась наша планетная система.
Планета-океан
Невольно напрашивается вопрос, откуда на Земле столько воды? И может ли воды быть еще больше? Фантасты довольно часто изображают планеты, на которых вся суша сводится к небольшим архипелагам, а остальную поверхность покрывают океаны. Оказывается, такие планеты более чем вероятны. И нельзя исключить возможность, что нашу Землю через несколько миллионов лет ожидает именно такое будущее. Земля, где и сейчас суши сравнительно немного, может окончательно превратиться в планетуокеан.
Такова общая судьба всех землеподобных планет, способных удержать на себе жидкую воду. Дело в том, что неисчерпаемым источником влаги является… раскаленный расплав внутри планеты – мантия и ядро. Конечно, в горячем сердце землеподобной планеты нет ни рек, ни океанов. Но там имеется водяной пар. Он растворен в вязкой массе кремния и металлов.
Чем-то недра планеты похожи на бутылку газированной воды. Напиток насыщают газы, которые находятся под небольшим давлением и не видны нам, пока мы не откроем бутылку. Стоит открыть бутылку, как давление упадет и газы начнут активно выделяться из напитка, прорываясь наружу. Точно так же в мантии под давлением содержатся углекислый газ, водяной пар и некоторые другие газы. Они вырываются наружу (освобождаются) во время вулканических извержений.
Вулканы – главные поставщики свободной воды на поверхность планет. Некоторые источники глубинной воды вообще не извергают лаву, а только выбрасывают из себя, словно из чайника, струйки горячего пара. Такие источники пара называются фумаролами . Выбрасываемый из глубины планеты пар поступает в атмосферу, где, остывая, превращается в капельки, которые собираются в облака и тучи. Капельная влага дождями или снегом падает на земную поверхность, давая жизнь рекам, озерам, морям и океанам.
Так появилась земная гидросфера , и точно так же водная оболочка формируется у других землеподобных планет и экзопланет. Венера не смогла сохранить на себе океаны из-за перегрева поверхности. Нас спасло то, что в земной атмосфере азот превышал по объему углекислый газ, поэтому Земля избежала парникового эффекта. Планета не перегрелась и сохранила свободную воду.
Спасли Землю от парникового эффекта, как это ни удивительно, бактерии и сине-зеленые водоросли (цианеи). Именно бактерии насытили воздух азотом, а цианеи поглотили избыток углекислого газа, выделяя вместо него кислород. Таким образом под влиянием мельчайших тружеников биосферы сложилась воздушная оболочка, защищающая Землю от вредоносных воздействий из космоса.