Недавно я обсуждал захватывающую новость об обнаружении газообразного фосфина в облаках Венеры. Это захватывающе, потому что фосфин является потенциальным признаком жизни. Он не должен существовать на маленькой скалистой планете, и на Венере нет известных абиотических источников. Вероятным источником являются микробы в облаках над Венерой, хотя ученые осторожно подчеркивают, что это не доказательство существования жизни, а всего лишь возможность. Это открытие возродило интерес к изучению нашей ближайшей соседки, и еще до этого открытия НАСА планировало провести еще один зонд к Венере. Миссия этого зонда, вероятно, будет изменена в связи с открытием фосфина.
Венера интересна еще и тем, что за последние несколько миллиардов лет у нее, вероятно, была сложная история. Недавнее компьютерное моделирование показало, что более миллиарда лет назад на поверхности Венеры могла существовать жизнь. Сейчас поверхность Венеры достаточно горячая, чтобы расплавить свинец, что делает ее самой горячей планетой в Солнечной системе – даже более горячей, чем Меркурий, который расположен ближе. Это связано с сильным парниковым эффектом, который создает атмосфера, состоящая в основном из углекислого газа. Облака над Венерой в основном состоят из серной кислоты. Но миллиард лет назад она, возможно, была больше похожа на Землю.
Резкое изменение состояния Венеры, в свою очередь, может быть связано с Юпитером. Это также связано с тем, что мы узнаем о том, как обычно развиваются звездные системы, наблюдая за экзопланетными системами. Теперь у нас есть гораздо больше данных, чем только о нашей собственной солнечной системе. На сегодняшний день мы подтвердили существование более 4000 экзопланет, еще тысячи обнаружены и ожидают подтверждения. Обычно мы можем определить массу, объем и расстояние до родительской звезды и, таким образом, можем построить базовую схему каждой системы. Однако, в зависимости от используемого метода обнаружения, мы обычно не находим каждую планету в экзосистеме. Методы, как правило, ориентированы на более крупные и близкие миры.
В частности, мы обнаружили, что некоторые планеты являются так называемыми горячими юпитерами – газовыми гигантами, вращающимися очень близко к своей звезде. Около 10% экзопланет являются горячими Юпитерами, и примерно в 1% систем есть по крайней мере один горячий Юпитер. Опять же, нашим системам обнаружения легче обнаруживать крупные и близкие планеты, поэтому эти соотношения могут не соответствовать действительности и быть завышенными. Но, по крайней мере, горячие Юпитеры распространены по всей галактике.
Еще один вопрос о горячих юпитерах заключается в том, где они образовались. Сформировались ли они близко к своей родительской звезде или они сформировались дальше, а затем мигрировали внутрь? Ответ может быть и тем, и другим, но есть основания полагать, что многие из них мигрировали внутрь. Удаленным от своей родительской звезды ранним планетам было бы легче поглощать свободный газообразный водород и гелий и образовывать газовые гиганты. Компьютерное моделирование также показывает, как взаимодействие между такими газовыми гигантами и первичной системой может привести к ее миграции очень близко к своей звезде. В системах, где это происходит, эти гигантские миры взаимодействуют с другими более близкими планетами своей системы, возможно, полностью вытесняя их.
Что произошло с нашей системой? Мы не можем быть уверены, но астрономы провели множество компьютерных симуляций. Одна из теорий заключается в том, что Юпитер действительно начал смещаться на более близкую орбиту вокруг Солнца. Но затем он вернулся на свою текущую орбиту, которая была стабильной. Некоторые расчеты показывают, что Сатурн стабилизировал орбиту Юпитера в его текущем местоположении. Без Сатурна Юпитер, возможно, стал бы горячим и разрушил бы все внутренние планеты. Новое моделирование также предполагает, что это движение Юпитера, сначала внутрь, а затем обратно, вероятно, повлияло и на орбиту Венеры (а также Земли). Например, это, вероятно, сделало орбиту Венеры более круглой. Неясно, как именно это изменило климат Венеры, но это привело к безудержному парниковому эффекту, из-за которого на Венере сейчас жарко.
В целом, у нас аккуратная и стабильная солнечная система. Это не совпадение – в любой солнечной системе будет развиваться определенный стабильный сценарий. Стабильные орбиты будут сохраняться, в то время как нестабильные орбиты будут распадаться или планеты будут выбрасываться. Помните, что в нашей галактике, вероятно, больше планет–изгоев, чем планет, вращающихся вокруг звезд. Планеты-изгои блуждают без звезд на большом расстоянии друг от друга. Первоначально они образовались в виде планетарных дисков вокруг звезд, а затем были выброшены, оставив после себя несколько планет со стабильными орбитами. Кроме того, планеты-гиганты с высокой гравитацией, как правило, оказывают стабилизирующее влияние на орбиты оставшихся планет.
Если все это верно в отношении истории нашей собственной Солнечной системы, то это может означать, что жизнь эволюционировала на поверхности Венеры, а затем, по мере того как Венера становилась все более горячей, некоторые представители этой жизни приспособились к плаванию в облаках над поверхностью на комфортной высоте. Также возможно, что когда-то жизнь существовала на Марсе, атмосфера которого изменилась в противоположную сторону, став слишком холодной и разреженной. Если это правда, то возникает вероятность того, что жизнь могла зародиться среди этих трех миров. Возможно, жизнь возникла только один раз, а затем распространилась. Возможно, он развивался независимо три раза. Ученые хотели бы получить ответы на эти вопросы.
