«Чужой», «Дюна», «Вавилон-5», «Задача трёх тел»… У всех этих произведений есть кое-что общее: их авторы избрали местом действия реальные звёздные системы. В честь Дня космонавтики мы расскажем, что известно астрономам о звёздах и системах, которые чаще прочих упоминаются в фантастике.
Альфа Центавра
Система альфы Центавра — ближайшая к нам. До неё чуть больше четырёх световых лет. Неудивительно, что она появляется во множестве произведений, от «Основания» Айзека Азимова до игры «Цивилизация», где полёт к ней — один из сценариев победы (а в Sid Meier's Alpha Centauri история цивилизации продолжается уже там).
Каждый автор рисует свою картину этой системы. Например, в «Аватаре» именно здесь находится прекрасная планета Пандора, которую очень хотят завоевать земные корпорации. А в «Задаче трёх тел» альфа Центавра, наоборот, представлена как порождение чистого хаоса, уничтожающее собственные планеты и толкающее цивилизацию Трисоляриса на путь завоевания Земли.
Безумные гравитационные кульбиты в исполнении трёх звёзд, описанные в романе Лю Цысиня, имеют мало общего с действительностью. Да, система альфы Центавра действительно тройная. Но системы из нескольких звёзд — не редкое исключение из правил, а норма. Половина светил нашего Млечного Пути входят в состав кратных систем и не испытывают особых проблем, ведь в большинстве случаев находятся на более чем стабильных орбитах. Конечно, пертурбации в них иногда случаются. Но они скорее характерны для первоначального этапа, на котором звёздные системы ещё только-только формируются, или наоборот, для периода старости, когда одна из звёзд доходит до конца своего жизненного цикла.
Что до системы альфы Центавра, то ей далеко как до того, так и до другого. По возрасту она очень близка к Солнечной, он оценивается в 5 миллиардов лет. «Сердце» её — пара из жёлтого и оранжевого карлика: первый немного больше, а второй немного меньше Солнца. Они обращаются вокруг общего центра тяжести с периодом в 79 лет. Расстояние между ними меняется в диапазоне от 11 до 35 а. е., что сопоставимо с расстоянием от Солнца до Сатурна и от Солнца до Плутона. Этого промежутка вполне достаточно, чтобы каждая из пары центральных звёзд системы могла иметь собственные планеты в своей зоне обитаемости.
Одна астрономическая единица (а. е.) — 149,6 миллиона километров, что примерно равно среднему расстоянию от Земли до Солнца. Для понимания масштабов: расстояние между Солнцем и восьмой планетой, Нептуном, составляет 30 а. е. Один световой год равен 63 241 а. е.
Вот и неудивительно, что астрономы давно пытаются найти эти самые планеты. Исследователи уже не раз сообщали о таких находках, но каждый раз их затем опровергали. В последний раз это произошло в 2021 году. Тогда у учёных из проекта Breakthrough Watch Initiative вроде как получилось сфотографировать газовый гигант, чья орбита проходит примерно на таком же расстоянии от одной из центральных звёзд системы альфы Центавра, как орбита Земли от Солнца. Правда, пока что существование этого тела не удаётся подтвердить. Но если планета реальна и у неё есть крупный спутник с атмосферой, то как знать? Возможно, фантазия Джеймса Кэмерона окажется не такой уж и фантазией.
Проксима Центавра
Но что насчёт третьего компонента системы альфы Центавра — Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды? Она тоже часть системы, но не всё так просто. Дело в том, что Проксима Центавра расположена на орбите, которая проходит на очень значительном удалении от центральной пары. В периастрии она приближается к ней на дистанцию в 4300 а. е., в апоастрии удаляется на 13 000 а. е. от неё. Так что в целом Проксима Центавра живёт вполне самостоятельной жизнью и не оказывает заметного влияния на центральную часть системы.
Пока астрономам удалось подтвердить существование двух планет у Проксимы Центавра. Одна из них меньше Венеры, но больше Марса, а вторая немного больше Земли. Последняя, известная как Проксима b, особенно интересует учёных. Дело в том, что её орбита проходит в зоне обитаемости. Проксима b получает от своей звезды 65% от света и тепла, которое достаётся нашей Земле. Так что, если у неё есть достаточно плотная атмосфера, то на её поверхности может существовать вода в жидком виде. По крайней мере, в теории.
Но, как обычно, есть важный нюанс. Проксима Центавра — не звезда вроде нашего Солнца, а красный карлик. Это самые распространённые звёзды во Вселенной, они составляют порядка 75% населения Млечного Пути. По космическим меркам красные карлики настоящие долгожители — они будут светить сотни миллиардов, а возможно, и триллионы лет. Обратная сторона медали — то, что такие звёзды крайне тусклы. Поэтому зона обитаемости в их системах расположена буквально «впритык».
Проксима Центавра излучает в 630 раз меньше энергии, чем наше Солнце. И это если считать по всему её излучению. Если же взять только видимый свет, то окажется, что Проксима тусклее Солнца более чем в 17 тысяч раз!
Орбита Проксимы b пролегает на расстоянии 7,5 миллиона километров от красного карлика. Для сравнения, Меркурий никогда не подходит к Солнцу ближе чем на 46 миллионов километров. Столь тесное соседство влечёт за собой ряд последствий. Для начала, Проксима b, скорее всего, находится в приливном захвате. Это значит, что одно из её полушарий попало в зону вечного дня, а другое в зону вечной ночи — и лишь на довольно узкой полосе вдоль линии терминатора есть регулярная смена дня и ночи. Может ли в таких условиях существовать жизнь — вопрос на миллион.
К тому же, хоть красные карлики и намного тусклее Солнца, время от времени они могут производить чрезвычайно мощные вспышки. Некоторые астрономы считают, что со временем они могут полностью сдуть атмосферу своих планет, превратив их в голые каменные шарики.
Так это или нет, мы пока не знаем. Увы, Проксима b не транзитная планета, и сейчас учёные не могут сказать, есть у неё атмосфера или нет. Но поскольку это ближайшая к Солнечной системе потенциально обитаемая планета, астрономы не собираются прекращать изыскания. Они возлагают большие надежды на более мощные телескопы следующего поколения, которые приступят к работе к концу десятилетия.
Рано или поздно исследователи всё же узнают, какова из себя Проксима b. Но если там и есть какая-то жизнь, в силу радикально иных условий она вряд ли будет похожа на земную.
Звезда Барнарда
Звезда Барнарда — одиночный красный карлик в шести световых годах от Солнца. Это делает её второй по удалённости звёздной системой после альфы Центавра. Барнарда в шесть раз меньше Солнца и вдвое его старше. Её называют убегающей: у неё самая высокая скорость углового перемещения по небесной сфере среди звёзд (не считая, конечно, Солнца). За 174 года звезда Барнарда смещается по небесной сфере на полградуса, что эквивалентно видимому угловому размеру Луны. Но поскольку красные карлики крайне тусклы, её невозможно увидеть на небе невооружённым глазом.
Благодаря близости к Солнцу звезда Барнарда упоминается во множестве произведений. В романе «Легион пространства» она была родиной цивилизации злых медузоподобных пришельцев, мечтающих поработить Землю. В «Гиперионе» Дэна Симмонса на ней жила семья одного из главных героев. А любителям космонавтики она известна благодаря «Дедалу». Такое название носил проект звездолёта, который в 1970-х планировали запустить именно к звезде Барнарда. По расчётам его создателей, путешествие к ней заняло бы примерно полвека.
Но почему проектировщики «Дедала» выбрали именно звезду Барнарда, а не куда более близкую к нам альфу Центавра? Дело в том, что в 1960-е астроном Питер ван де Камп преподнёс миру настоящую научную сенсацию. Изучив фотопластинки, он обнаружил отклонения в движении звезды Барнарда, которые, по его мнению, были вызваны обращающимися вокруг неё планетами.
В наши дни такая новость уже никого бы не удивила — сейчас открытие экзопланет поставлено на поток. Но полвека тому назад всё было иначе. Конечно, большинство учёных подозревали, что у других звёзд тоже должны быть планеты. Но на тот момент у них не было никаких технических средств для того, чтобы проверить это предположение. Так что открытие ван де Кампа пришлось как нельзя кстати. Вот почему авторы проекта «Дедал» выбрали именно звезду Барнарда в качестве цели — у неё уж точно должны были быть планеты.
Ирония в том, что ван де Камп ошибся. Позже исследователи установили, что выявленные им отклонения были слишком незначительными и укладывались в пределы погрешности. Но он так и не признал свою ошибку и до конца жизни утверждал, что у Барнарда точно есть планеты, хотя даже сейчас астрономам никак не удаётся найти её компаньонов. В 2018 году одна научная группа заявила, что обнаружила у звезды Барнарда планету, но последующие проверки этого не подтвердили.
Так что из истории с «Дедалом» мог выйти неплохой сюжет для трагикомедии. Просто представьте: звездолёт отправляется в эпическое путешествие для изучения планет звезды Барнарда — а по прибытии выясняется, что цели его путешествия никогда не существовало и звезда убегает в гордом одиночестве.
Дзета Сетки
Как гласит классический слоган «Чужого», в космосе никто не услышит твой крик. Но в какой именно части космоса никто не услышал крики злополучного экипажа «Ностромо»? В фильме есть ответ: это звёздная система дзеты Сетки.
Дзета Сетки находится от нас на расстоянии 39 световых лет. При идеальных условиях жители южного полушария даже могут увидеть её на небе невооружённым глазом. Система состоит из пары жёлтых карликов, расположенных на расстоянии 3700 а. е. друг от друга. Они вращаются вокруг общего центра тяжести, совершая оборот друг вокруг друга за несколько сотен тысяч лет.
По своим размерам и массе звёзды Дзеты Сетки очень похожи на Солнце. Но при этом они обладают куда более низкой металличностью (процентом содержания элементов тяжелее водорода и гелия). Что касается возраста системы, то тут нет единого мнения. Дзета Сетки — часть движущейся группы звёзд дзеты Геркулеса. Их средний возраст — около 8 миллиардов лет. Низкая металличность звёзд Дзеты Сетки тоже говорит о том, что они сформировались давно. Однако результаты спектрографии, наоборот, свидетельствуют, что этой системе не больше 2–3 миллиардов лет.
Поскольку обе звезды системы — жёлтые карлики и расположены в условных окрестностях Солнца, она давно пользуется популярностью у различных уфологов и «контактёров». Некоторые даже утверждают, что именно эта система — родина рептилоидов из теорий заговора и фольклора. Возможно, именно поэтому создатели «Чужого» и выбрали её местом действия.
Но есть ли у звёзд системы дзеты Сетки планеты? Из «Чужого» мы знаем, что LV-426, на котором находится подковообразный инопланетный корабль с яйцами ксеноморфов, это спутник газового гиганта с кольцами. Но пока что это лишь авторская фантазия, ведь астрономам не удалось найти следов планет у дзеты Сетки. Правда, в 2010 году появились свидетельства о том, что одна из звёзд окружена осколочным диском ассиметричной формы: это указывало на то, что него воздействует какое-то крупное тело. Например, тот самый газовый гигант с кольцами. Увы, позже выяснилось, что это наблюдательная ошибка и никакого диска, скорее всего, нет. Впрочем, это вовсе не означает, что в окрестностях дзеты Сетки ничего нет. Благодаря более мощным телескопам нового поколения исследователям, возможно, удастся что-то найти.
Вега
В романе Карла Сагана «Контакт» (и его голливудской экранизации) полученный землянами инопланетный сигнал исходил с Веги. И это неудивительно: Вегу часто называют одной из самых важных звёзд в истории астрономии. Она стала первой звездой после Солнца, которую получилось сфотографировать, первой звездой, у которой был определён спектр излучения, а также одной из первых звёзд, расстояние до которых удалось измерить.
Сейчас мы знаем, что Вега находится в 25 световых годах от Земли. Она в 2 раза массивнее и в 40 раз ярче Солнца. Благодаря этому Вега — одна из самых ярких звёзд на ночном небе. В этом она уступает лишь Сириусу, Канопусу, альфе Центавра и Арктуру. 13 тысяч лет назад Вега была полярной звездой — и она вновь станет такой через 12 тысяч.
А ещё это довольно молодая звезда, ей всего-то около 400 миллионов лет. Она очень быстро вращается — где-то в 100 раз быстрее Солнца. Из-за этого Вега имеет форму не шара, а эллипсоида. Она также отличается небольшой металличностью. Именно поэтому многие персонажи «Контакта» не могли поверить в то, что Вега может быть источником инопланетной передачи, ведь за такой срок там вряд ли развилась бы разумная жизнь. Впрочем, дальше по сюжету выяснялось, что сигнал отправили не местные жители, а расположенная возле звезды автоматическая станция.
Одна из главных достопримечательностей Веги — окружающий её пылевой диск. Считается, что он образовался из-за относительно недавнего столкновения крупных объектов (комет или астероидов). Раньше астрономы предполагали, что возмущения в этом диске вызваны влиянием крупной планеты, но позже они узнали, что это не так. Пару лет назад им удалось найти признаки существования планеты, чья орбита проходит на очень небольшом расстоянии от Веги. Но пока это открытие не получило независимого подтверждения.
Как и Солнце, Вега уже прожила половину отпущенного ей срока. Примерно через полмиллиарда лет она сожжёт остатки водородного топлива, после чего начнёт постепенно расширяться, превращаясь в красный гигант.
Канопус
Во вселенной «Дюны» упоминается множество реальных звёзд. Например, родная планета дома Харконненов Гьеди Прайм входит в состав системы 36 Змееносца. Правда, в действительности, в отличие от фильма Вильнёва, там нет никаких чёрных звёзд: 36 Змееносца состоит из трёх заурядных оранжевых карликов. А родина дома Атрейдесов, Каладан, обращается вокруг дельты Павлина. Эта некогда солнцеподобная звезда уже почти сожгла весь свой водород и начала превращаться в красный гигант. Так что, существуй дом Атрейдесов на самом деле, в будущем ему всё равно пришлось бы покинуть эту систему и искать новое жильё.
Но всё же главная планета «Дюны» — Арракис. И он тоже вращается вокруг реальной звезды — Канопуса. Ещё с древних времён он привлекал внимание людей. Многие народы упоминали его в своих мифах, мореплаватели использовали его, чтобы ориентироваться в южном полушарии, а сейчас он помогает в космической навигации. Звёздные датчики межпланетных аппаратов часто нацелены именно на Канопус.
Такая популярность Канопуса объясняется тем, что это вторая по яркости звезда на ночном небе, уступающая лишь Сириусу, причём Канопус находится намного дальше. До него 310 световых лет, в то время как до того же Сириуса менее 9. Будь Канопус к нам в десять раз ближе, он сверкал бы на ночном небе ярче Венеры.
Дело в том, что Канопус — бело-голубой гигант. Массой он превосходит Солнце в 8–10 раз, радиусом — в 70 раз, а светимостью — более чем в 10 тысяч раз. Его возраст составляет порядка 30 миллионов лет, что совсем немного по меркам нашего Солнца. Но не стоит забывать, что чем больше масса, тем быстрее умирает звезда. Канопус уже исчерпал запасы водородного горючего, и сейчас в его недрах идут реакции с участием гелия.
Дальнейшая судьба звезды зависит от массы гиганта. Канопус как раз относится к своеобразной границе. По одну её сторону находятся те звёзды, что в конце своей жизни превращаются в красные гиганты, а затем становятся белыми карликами (именно такая участь ждёт наше Солнце). По другую же сторону расположены те, что завершают свою жизнь в ослепительных фейерверках, называемых вспышками сверхновых.
Если Канопус действительно станет сверхновой, нам остаётся порадоваться тому, что он находится от нас так далеко. Но взорвётся он или нет, в любом случае этой огромной звезде осталось совсем немного. Так что, если у неё и есть какие-то планеты, то Вселенная отпустила им слишком мало времени, чтобы там успела появиться хоть какая-то жизнь.
Тау Кита
Тау Кита — настоящая «звезда» SETI, проектов по поиску следов внеземных цивилизаций. А ещё она упоминается во многих фантастических произведениях, от того же «Гипериона» (там располагалась столица Гегемонии) до «Авроры» Кима Стэнли Робинсона, где к ней летел корабль поколений.
Такая её популярность понятна: тау Кита — ближайший к нам одиночный жёлтый карлик. До неё всего 12 световых лет. Да, альфа Центавра почти в три раза ближе, но всё же её система состоит из нескольких звёзд. А когда речь заходит о возникновении жизни, мы по понятным причинам ориентируемся на единственный доступный нам пример — планеты в зоне обитаемости одиночного жёлтого карлика. Некоторые астрономы считают, что вероятность образования планет у одиночных светил в принципе выше, чем у кратных звёзд.
Но можно ли назвать тау Кита двойником Солнца? Не совсем. Её масса и радиус меньше примерно на 20%, а светимость — в два раза ниже солнечной. Кроме того, она беднее металлами и старше Солнца. Сейчас возраст звезды оценивают в 8–10 миллиардов лет. Это более чем достаточный срок, чтобы там могла появиться жизнь.
Конечно, для этого у тау Кита должны быть планеты. Есть они или нет — пока что под вопросом. В 2012 году группа астрономов объявила, что обнаружила в системе сразу пять планет. Спустя несколько лет другой команде исследователей удалось подтвердить существование двух из них, но никаких следов трёх оставшихся они не нашли. Зато сообщили об открытии двух других, ранее неизвестных миров.
Из этих семи гипотетических миров особенно интересна суперземля, чья орбита проходит на расстоянии 0,55 а. е. от тау Кита. Обладай она земной атмосферой, средняя температура её поверхности составляла бы 68 °C. Это, конечно, жарковато по меркам земной жизни, но тут надо учитывать возраст тау Кита. В прошлом её светимость была ниже, так что этот мир получал меньше энергии и условия на его поверхности были куда благоприятнее. Впрочем, его существование, как и существование других планет у тау Кита, пока не подтверждено.
Но всё же у тау Кита почти наверняка есть планеты, ведь она окружена довольно мощным диском из ледяных тел. По некоторым оценкам, он в десять раз массивнее, чем наш пояс Койпера. Так что вряд ли у тау Кита был недостаток в «стройматериалах».
Правда, столь массивный диск в теории означает, что планеты тау Кита чаще бомбардировало кометами и астероидами вроде того, который прикончил динозавров. Но если в этой системе есть крупный газовый гигант, то он может играть роль защитного экрана. Возможно, дальнейшие исследования помогут пролить свет на этот вопрос. И хоть энтузиасты SETI так и не нашли следов инопланетян у тау Кита, эта система ещё долго будет привлекать внимание астрономов со всего мира.
Эпсилон Эридана
Космическая станция «Вавилон-5» имеет реальную прописку. «Последняя надежда на мир» расположилась в точке Лагранжа одной из планет системы эпсилона Эридана. Эта система находится на расстоянии 10,5 световых лет от Земли. Сам эпсилон Эридана — третья из ближайших звёзд, видимых на ночном небе без телескопа. Несколько лет назад Международный астрономический союз (МАС) дал ей имя Ран в честь морской великанши из скандинавской мифологии.
Эпсилон Эридана — молодой оранжевый карлик, чей возраст не превышает миллиарда лет, масса на 20% меньше, а светимость в три раза ниже, чем у Солнца. При этом за счёт своей молодости эпсилон Эридана заметно активнее нашей родной звезды, что проявляется в мощных вспышках.
Наряду с тау Кита, именно эпсилон Эридана выбрали в качестве цели проекта «Озма» — одной из первых в истории попыток обнаружить радиосигналы, испущенные внеземными цивилизациями. Конечно, маленьких зелёных человечков никто так и не нашёл, но эпсилон Эридана всё ещё остаётся в центре внимания многих проектов SETI. Хотя, учитывая относительно небольшой возраст системы, вряд ли там успела развиться цивилизация.
Но, по крайней мере, мы точно знаем, что эпсилон Эридана не одинок. Астрономам удалось выяснить, что он окружён осколочным диском (по всей видимости, аналогом нашего пояса Койпера), парой внутренних астероидных поясов и имеет как минимум одну большую планету. Это газовый гигант, чья масса сопоставима с массой Юпитера, а орбита проходит на расстоянии 3,5 а. е. от звезды. У планеты тоже есть имя: Эгир — в честь йотуна мирового моря, супруга Ран.
Орбита Эгира проходит слишком далеко от звезды, чтобы на поверхности его гипотетических крупных спутников могла существовать вода в жидком виде. Впрочем, по опыту нашей Солнечной системы мы знаем, что океаны могут скрываться подо льдом. Так что выбор имени для планеты может оказаться пророческим.