Конечно, подробности этого процесса значительно сложнее и до сих пор до конца не поняты. До самого недавнего времени единственным примером такой «солнечной системы», который мы когда-либо видели, была та система, в которой мы живём. Один из давних и важнейших споров в астрономии касался частоты формирования планет: являются ли Земля и её братья и сёстры уникальным явлением, или эта и другие галактики изобилуют подобными объектами? Писатели-фантасты обычно предпочитают последнее по той очевидной причине, что это предполагает гораздо более широкий диапазон сюжетных возможностей. (Если бы мы знали, что мы уникальны, мне не было бы особого смысла писать эту книгу!)

В последние годы астрономическая мысль была большей частью на стороне писателей-фантастов, предполагая, что планеты достаточно широко распространены, но это подозрение оставалось лишь гипотезой, основанной на теории и не подтверждённой прямыми наблюдениями. В последнее время ситуация меняется — фактически, пока я работал над этой главой, вышел отчёт об обнаружении телескопом «Хаббл» дисков, подобных тем, что ожидаются для формирующихся солнечных систем, вокруг многих молодых звёзд в туманности Ориона.^[5]

Поскольку ожидается, что планеты будут конденсироваться из диска, кружащегося вдоль экватора вращающейся протозвезды, можно было бы ожидать, что их орбиты будут лежать, как минимум, примерно в одной плоскости. Они могут быть искажены гравитационным взаимодействием с телами, прилетающими извне, но когда орбита одной из планет в системе значительно отклонена от орбит других планет (например, как у Плутона в нашей системе), вы можете предположить, что сама эта планета — бывший сторонний объект, который был захвачен гравитацией.

Характеристики планет, как и характеристики звёзд, в значительной степени определяются их массами. В случае планет существует и другой важный определяющий фактор: природа первичной звезды, или «солнца», и расстояние, на котором вращается планета. Более того, эти факторы взаимодействуют друг с другом.

В нашей Солнечной системе планеты (за возможным исключением Плутона, который может быть объектом стороннего происхождения), естественным образом явственно делятся на две широкие категории. Самые внутренние планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — могут быть объединены в категорию «землеподобных»: это относительно небольшие каменистые тела, в атмосфере которых (если таковая имеется) есть большое количество таких газов, как азот, водяной пар, углекислый газ и кислород. Внешние планеты — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — это «юпитеры»^[6] (то есть, планеты, сходные с Юпитером): газовые гиганты значительно большего размера, чем землеподобные, с плотной атмосферой (по крайней мере, у некоторых из них может даже не быть твёрдого ядра), состоящей в основном из тех же видов лёгких газов, которые обычно встречаются в межзвёздной среде (много водорода и гелия, и в меньшем количестве — метан и аммиак).

То, что планеты земной группы расположены близко к Солнцу, а юпитеры дальше — это не случайность. Вполне возможно, что первоначально у всех планет в целом был тот же самый состав, что и у протозвёздной туманности, из которой они образовались. Юпитеры, удалённые от первичной звезды, всё ещё сохраняют определённое сходство с этим составом, а также большую часть своей первоначальной массы. Землеподобные планеты утратили большую часть своей исходной массы, в частности, самые лёгкие газы, потому что их близость к центральному телу нагревала эти лёгкие газы настолько сильно, что они вырывались из уз их гравитации.

Для писателя-фантаста «земли и юпитеры» — это, вероятно, слишком простая и ограниченная классификация для всех видов планет, которые могут существовать. Различия внутри каждого из классов достаточно велики — например, Меркурий значительно меньше и горячее Земли, практически лишён атмосферы, тогда как Венера примерно такого же размера, как Земля, но обладает гораздо более плотной атмосферой, и у неё гораздо более горячая поверхность. Если во Вселенной так много планет, как кажется, то маловероятно, что в нашей небольшой локальной коллекции есть образцы всех возможных типов. В других планетных системах могут существовать, например, планеты, занимающие промежуточное положение между Землёй и Нептуном, или более массивные, чем Юпитер.

Поскольку природу планет должны определять законы физики и химии, мы можем сделать несколько обоснованных предположений о типах, которые могли бы существовать. Как писатель-фантаст, я счёл полезным писать о них в рамках расширенной системы классификации, описанной писателем-фантастом Полом Андерсоном (в книге «Есть ли жизнь в других мирах?» (“Is There Life on Other Worlds?”)): супер-юпитеры, юпитеры, мини-юпитеры, суперземли, земли и миниземли.

Супер-юпитеры

Масса этих планет могла бы в несколько раз превышать массу Юпитера. Это очень большие объекты, с массой, в десять или пятнадцать раз превышающей массу Юпитера, могут представлять собой пограничные объекты между звёздами (которые светят своим собственным светом) и планетами (которые не дают света). У них могут быть довольно горячие ядра, и если бы они были чуть более массивными, то в них могли бы начаться собственные термоядерные реакции. (Такие объекты иногда называют «коричневыми карликами».) По составу супер-юпитеры должны быть достаточно сильно похожими на звёзды, со значительным преобладанием водорода, большим количеством гелия и «следовыми количествами» всего остального (что, по нашим подсчётам, всё равно может означать довольно большие, хотя очень широко распределённые массы).

Большая масса не обязательно означает объект большего диаметра. Это может привести к более сильному сжатию, так что сам Юпитер может быть близок к максимально возможному диаметру для планеты. Такое сжатие означает, что супер-юпитеры более цепко удерживают свои атмосферы и, следовательно, могут удерживать их (и оставаться супер-юпитерами) даже на орбитах, слишком близких к центральному телу по меркам планет, подобных нашим юпитерам. Это также подразумевает, что они должны очень быстро вращаться и, следовательно, могли бы быть сильно сплющенными вдоль полярной оси, и на их полюсах «эффективная гравитация» была бы значительно сильнее, чем на экваторе.

Хол Клемент описал такой мир, Месклин, в своём романе «Экспедиция «Тяготение»». Сутки на Месклине — то есть, время, необходимое для того, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, — составляют около восемнадцати минут. Стоя на его экваторе, вы чувствовали бы себя примерно втрое тяжелее, чем на Земле, а на полюсе — примерно в семьсот раз. Излишне говорить, что такой мир предъявлял бы совершенно особые требования ко всему, что там жило. Мы пока мало что можем сказать о них, но позже мы обязательно вернёмся к Месклину.

В связи с разговором о супер-юпитерах я упомяну между делом ещё один вариант несколько менее экзотичной жизни. У такой планеты могла бы существовать в качестве спутника более или менее землеподобная планета, и поскольку супер-юпитер может сохранять стабильное положение относительно близко к своей звезде, его луна могла бы быть относительно похожей на Землю и стать пристанищем для жизни. Конечно, она обладала бы кое-какими необычными особенностями. Из-за приливных сил (о которых мы расскажем подробнее чуть позже) она, вероятно, была бы связана синхронным вращением, всегда оставаясь обращённой к супер-юпитеру одной и той же стороной — точно так же, как наша Луна обращена к Земле. Если только орбита спутника не будет слишком наклонена, обитатели «ближней» стороны наблюдали бы то, что мы сочли бы довольно необычными циклами чередования света и темноты, где затмения были бы каждый день, а ночью в небе главенствовала бы огромная яркая «луна». У жителей «дальней» стороны могло бы быть больше «нормальных» дней и ночей, но они изначально даже не подозревали бы о существовании супер-юпитера — ровно до тех пор, пока их первые исследователи, совершившие кругосветное путешествие, не испытали бы немалое удивление!