Наука «Звёздных Войн»

Затмение в космосе происходит, когда одно небесное тело проходит в тени другого. Для нас солнечное затмение случается, когда Солнце проходит в тени Луны и мы с Земли его не видим. В других звездных системах планета может закрыть своей тенью звезду, вызвав местное затмение. Увидев его, искатели обнаружат и саму экзо-планету А там, где есть планеты, есть и луны.

Зона Златовласки и красные карлики

При поиске планет древние корусантцы, несомненно, обратили бы внимание на зоны Златовласки.

Большинство ученых сходится во мнении, что для поддержания жизни на поверхности планета должна находиться в обитаемой зоне. Так называется область вокруг звезды, природные условия внутри которой позволяют обеспечить существование воды в жидком состоянии на каменистой планете. Если планета находится дальше этой зоны, то она получает недостаточно энергии от звезды, и вода замерзает, если ближе — ей достается слишком много солнечной энергии, и вода испаряется. Принцип «не слишком горячая, не слишком холодная», отсылающий к сказке о трех медведях[28], и стал причиной того, что иногда ученые называют обитаемую зону зоной Златовласки.

Поиск жизни — это не просто поиск планет. Для увеличения шансов на успех корусантцам стоит нацелиться именно на планеты, расположенные в зоне Златовласки. И именно поэтому красные карлики важны в поиске экзолун.

В галактике Млечного Пути насчитывается, по разным оценкам, от 200 до 400 миллиардов звезд, некоторые ученые даже говорят о триллионе. Вокруг этих звезд вращаются планеты — как минимум 100 миллиардов, — многие из которых похожи на Землю.

Ученые подсчитали, что на красные карлики приходится 75–80 % от общего числа звезд в нашей галактике. Это самый распространенный тип звезд. Можно предположить, что в галактике «Звёздных войн» ситуация сложилась таким же образом. А теперь рассмотрим повнимательнее, что происходит с планетами, вращающимися вокруг красного карлика.

Красный карлик — это маленькая холодная звезда. Масса подобных звезд составляет меньше половины от массы Солнца. Одно время полагали, что на планетах, вращающихся вокруг красного карлика, может существовать жизнь, но сейчас большинство ученых считает эту гипотезу ошибочной. У красных карликов действительно могут быть планеты, но орбиты у них необычные. Зона Златовласки в случае красного карлика находится так близко к звезде, что из-за приливного воздействия последней землеподобная планета будет всегда повернута к ней одной стороной.

Следовательно, половина планеты будет всегда погружена во тьму, другая всегда освещена. Странные экзотические миры. Темная сторона — бесконечная замерзшая пустыня. Светлая сторона — умеренный климат, океаны и суша. Но есть еще «сумеречная зона» посередине. Возможно, на границе двух противоположностей необычные существа все же борются за пищу и свет.

Однако, даже если экзопланеты красного карлика не способны поддерживать жизнь, это могут делать их луны.

Представьте луну размером с Землю, вращающуюся вокруг гиганта вроде Юпитера. Гигантская планета не может вращаться вокруг своей оси, оставаясь повернутой к своему светилу одной стороной. Но луна может быть обитаемой. Проблему с приливным воздействием звезды она обойдет благодаря приливному воздействию своей планеты. На луне цикл дня и ночи будет связан с тем, как эта луна вращается вокруг планеты, и тепло будет распространяться равномерно.

Много Эндоров?

Именно поэтому экзолуны так важны.

Поскольку красные карлики преобладают в Галактике, то число их планет и лун тоже будет преобладающим.

А раз мы говорим о трех четвертях от общего количества звезд Млечного Пути, то их планеты и луны больше всего подходят под определение «стандартные». И раз сами планеты могут оказаться негостеприимными полумирами, их луны могут быть основным домом для жизни в Галактике.

Теперь стоит сказать о продолжительности жизни красных карликов. Она очень большая. Красный карлик, масса которого составляет половину массы Солнца, проживет 56 миллиардов лет. В данный момент нет ясности, достаточно ли стабильно красные карлики выделяют энергию для того, чтобы поддерживать жизнь. Но если на экзолунах в системе красного карлика зародится цивилизация, то срок ее жизни тоже будет большим.

Может ли Эндор быть главным предсказанием «Звёздных войн»? Эндор — обитаемая луна, вращающаяся вокруг негостеприимного газового гиганта. Диаметр Эндора составляет около 40 % диаметра Земли. Как много подобных миров в нашей Галактике? Ответ — на данный момент — нам неизвестен.

Может быть, завтра, а может, через десять или сто лет мы совершим самое потрясающее открытие всех времен — найдем реальную внеземную цивилизацию. К началу XXI века человечество размышляло об инопланетных формах жизни уже почти две с половиной тысячи лет. Но что касается экзолун, то современные технологии позволяют нам только гадать о жизни на них.

Могла ли база «Старкиллер» высасывать энергию из звезды, как показано в «пробуждении силы»?

База «Старкиллер». Назначение: штаб-квартира Первого Ордена. История: построена после взрыва второй Звезды Смерти в небе над Эндором. Технические данные: трансформированная ледяная планета из Неизведанных регионов; база «Старкиллер» была в два раза больше предыдущих станций и значительно мощнее. Короче говоря: Звезда Смерти III.

Если у кого-то были сомнения насчет мощи последней модели космической станции-убийцы, База продемонстрировала свои способности в первой половине «Пробуждения Силы». Одним ударом она уничтожила пять планет. Название базы[29] объясняет, откуда она берет энергию — высасывает ее из звезд. Как такое возможно? И как она хранила запасы выкачанной энергии?

Ядерный реактор в небе

База «Старкиллер» — не единственный термоядерный реактор на свете. Вселенная полна ими. Мы привыкли называть их звездами.

Звезды являются источником энергии и в нашей Галактике, и в галактике «Звёздных войн». Звезды дают энергию и свет — то, из чего создан весь космос. Если бы не наша звезда по имени Солнце, не было бы ни света, ни жизни, ни самой Земли.

Звезды вроде Солнца — это огромные шары газа. Солнце по большей части состоит из водорода, но примерно четверть составляет гелий. Состав звезд зависит от их возраста. Более старые звезды содержат определенное количество газов, которые тяжелее водорода и гелия.

Создатели базы «Старкиллер», несомненно, были в курсе, что температуря ядра солнцеподобной звезды составляет около 16 миллионов градусов. Это достаточно горячо для запуска ядерного синтеза — например, для превращения водорода в гелий. Однако для того, чтобы собрать атомные ядра вместе, сначала их надо разбить.

База «Старкиллер» как реактор

Расщепление атомных ядер высвобождает огромное количество энергии, которая может быть использована базой «Старкиллер».

Звезды вроде Солнца сжигают четыре миллиона тонн газа в секунду. Количество выделяемой при этом энергии соразмерно 7 триллионам ядерных взрывов — каждую секунду. Представьте себе: когда вы нежитесь на солнышке, вы греетесь в лучах 7 триллионов ядерных взрывов в секунду. Достаточно энергии, чтобы убить планету — или целых пять.

Давайте воспользуемся знаменитым уравнением Эйнштейна E = mc², чтобы выяснить, сколько энергии можно получить с помощью превращения всего водорода, который есть на Солнце, в гелий. Подставим значения массы Солнца (это m в уравнении) и скорость света (c) и получим 870 миллионов триллионов триллионов триллионов джоулей. Умопомрачительное число. Энергии одного лишь Солнца хватит, чтобы уничтожить 4 триллиона планет — все планеты в галактике «Звёздных войн».

Создатели «Старкиллера» знали, что звезды — стабильные источники энергии. Звезды такой с массой, как у Солнца, будут сжигать водород примерно 10 миллиардов лет. Конечно, размеры и массы у звезд разнятся. Между прочим, звезды с небольшой массой могут жить еще дольше Солнца. У них, можно сказать, вечная жизнь. Звезда, масса которой в два раза меньше солнечной, будет гореть 50 миллиардов лет.

Пятый элемент

Итак, мы убедились, что у звезды много энергии. Как же база «Старкиллер» ее выкачивает? Если верить канону, орудие «Старкиллер» работало на темной энергии, известной как «квинтэссенция», которая наполняет все уголки вселенной. Давайте узнаем побольше об истории «квинтэссенции».

Само понятие «квинтэссенция» появилось достаточно давно. Первым его ввел древнегреческий мыслитель Аристотель, правда, использовав для этого слово «эфир». В его времена философы считали, что вся материя происходит из различных комбинаций четырех элементов: земли, воздуха, огня и воды.

Своего рода древняя упрощенная Периодическая таблица элементов, только элементов в ней всего четыре. У каждого было свое естественное место расположения: земля — внизу, огонь — сверху, а вода и воздух по бокам. Четыре элемента постоянно перемешивались, и Земля полна плодами их смешения.

Однако небеса состояли из пятого элемента — эфира, вечного и неизменного. Некоторые греческие философы считали космос, вращающийся вокруг Земли, кристаллическим эфиром. В дальнейшем идею переняли древние римляне, называвшие эфир пятой сущностью — «квинтэссенцией».

Похоже ли это на квинтэссенцию из «Звёздных войн»? Да. Вроде того.

Канон утверждает, что квинтэссенцией пронизана вся вселенная «Звёздных войн». А что происходит в нашей вселенной?

Если исходить из современных гипотез о темной энергии, можно говорить о двух ее формах. Первая форма, проявляясь в космологической константе, пронизывает весь космос. Для изучения этой формы темной энергии нет нужды искать звезды. Вторую форму темной энергии ученые называют «квинтэссенцией». Она, предположительно, является пятой составляющей общей массы-энергии вселенной. Другими составляющими являются: барионная материя[30], излучение, холодная темная материя и собственная энергия гравитации. В отличие от космологической константы, квинтэссенция не пронизывает весь космос, но является скалярным полем. То есть ее значения отличаются в разных точках пространства. Примерами скалярного поля могут послужить температура и давление.

Принцип работы базы «Старкиллер»

Чтобы зарядить свое орудие на базе «Старкиллер», Первый Орден использовал звёзды — источник практически бесконечной энергии.

Если верить канону, сначала Первый Орден выбирал звезду в качестве источника энергии для базы «Старкиллер». Затем, используя специальные коллекторы на одной стороне планеты, «квинтэссенцию» собирали и направляли в ядро планеты. Здесь она удерживалась совместными усилиями магнитного поля планеты и искусственного поля, установленного в коре планеты с помощью специального оборудования Первого Ордена.

Видно, что каноническое объяснение местами противоречит само себе. Непонятно, использует ли база обычную барионную материю звезд («звездное вещество») для зарядки своего орудия или же темную энергию («квинтэссенцию»).

В одних источниках указано, что база «Старкиллер» для зарядки своего орудия выкачивает из звезд обычное звездное вещество. В других написано, что база не только высасывает из звезд темную энергию, но и стреляет темной энергией (не зря же они представляют темную сторону Силы), которая при выстреле преобразуется в «призрачную энергию». Канон не может решить — где все-таки правда.

Звездное вещество подходит больше

Пока канон пребывает в нерешительности, давайте считать, что база «Старкиллер» для зарядки своего орудия использовала обычное звездное вещество. Как видно из приведенного выше расчета, в звезде достаточно энергии для того, чтобы разорвать на атомы планеты, не прибегая к чему-то столь экзотическому и загадочному, как «темная энергия».

В конце концов, когда мы наблюдали за работой базы в «Пробуждении Силы», внешне это походило на то, что предположительно должно произойти при приближении к черной дыре — вихрь жара и света, уходящий в воронку гравитации. Выглядит это как высасывание обычного звездного вещества. Видимо, Первый Орден придумал некий способ контроля над ростом гравитации на базе на то время, пока генератор направлял полученную энергию на зарядку орудия.

Пока база «Старкиллер» заряжалась звездной энергией, свет звезды мерк, а когда орудие было полностью заряжено, звезда окончательно гасла, погружая поверхность планеты во тьму. Когда база стреляла, инженеры приоткрывали искусственное поле, выпуская собранную энергию из ядра через цилиндрическое отверстие на стороне, противоположной коллекторам звездного вещества.

Конец базы «Старкиллер»

Возможно, разрушение базы «Старкиллер» поможет нам разобраться в вопросе.

В результате атаки По Дэмерона, пилота Сопротивления, база была уничтожена. Она взорвалась за тридцать секунд до того, как должна была выстрелом уничтожить базу Сопротивления на планете Ди’Куар. В каноне сказано, что «при разрушении хранившийся на базе материал звезды расширился, в результате чего на месте планеты появилась новая звезда, превратив звездную систему в двойную».

По описанию этот «материал» больше похож на обычное звездное вещество, чем на темную энергию. По крайней мере такое предположение делает использование станции в качестве оружия массового поражения более правдоподобным. Но почему база «Старкиллер» не превратилась в черную дыру — отдельный вопрос.

Какие экзопланеты похожи на миры из «Звездных войн»?

Джакку. Татуин. Хот. Эти названия известны каждому поклоннику далекой-далекой галактики. Но есть и другие: Кеплер-16b, 51 Пегаса b или даже OGLE-2005-BLG-390Lb. Все это — имена, данные экзопланетам, вращающимся вокруг звезд нашей Галактики. Конечно, «Звёздные войны» начали давать планетам имена раньше. Они помогли нам представить, какова на вид — и на слух — населенная планета. Но теперь ученые могут уверенно сказать, что среди наших звездных соседей достаточно экзопланет. Многие из них не менее экзотические, чем планеты из знаменитой саги, а иногда даже чем-то похожие на своих вымышленных собратьев.

Планеты по соседству

Прежде чем отправиться изучать поразительные миры, найденные в глубинах космоса, стоит взглянуть на планеты, расположенные у нас под боком. В конце концов, наша Солнечная система может быть хорошим мерилом для других систем.

В нашей системе есть два типа планет: каменистые (их еще называют твердотельными) и газовые. Основное различие в том, что на каменистых планетах «Тысячелетнему соколу» есть где сесть — у них есть «грунт»; а у газовой планеты нет «грунта» — только газ. Каменистые планеты находятся ближе к Солнцу, вокруг и внутри зоны Златовласки. Большие газовые планеты находятся дальше, за условной чертой замерзания воды. В других системах ученые тоже нашли газовых гигантов.

Когда искатели планет только начали изучать небеса в поисках «шатающихся» звезд, они заранее знали, что чем больше планета, тем сильнее будет «шататься звезда» и тем легче будет обнаружить ее присутствие.

Вот почему большинство открытых экзопланет — это так называемые «горячие юпитеры», или «кипящие Беспины», если использовать терминологию в стиле «Звёздных войн».

«Горячие юпитеры» получили такое название, потому что масса их сопоставима с Юпитером, но орбита значительно ближе к собственному светилу, чем орбита Юпитера к Солнцу — минимум в 10, максимум в 300 раз, если говорить точнее. На таком расстоянии от звезды газовая атмосфера планеты может испариться от жары. Так что подобные экзопланеты совсем не похожи на миры из «Звёздных войн», пригодные для жизни. Со временем методы обнаружения стали лучше, и ученые начали находить экзопланеты, которые ближе к стилю саги.

Рассмотрим Кеплер-16b

Давайте подробнее поговорим о миссии космической обсерватории «Кеплер», запущенной НАСА в 2009 году.

Задачей этого аппарата является поиск землеподобных планет в системах 155 000 звезд в созвездиях Лебедя и Лиры.

На сегодня исследование «Кеплера» — самая захватывающая миссия по поиску планет. Космическая обсерватория ищет землеподобные планеты, вращающиеся вокруг солнцеподобных звезд, определяя их положение по минизатмениям, которые подтверждают, что экзопланета действительно проходит между нами и своей звездой. Используя созвездия Лебедя и Лиры в качестве типичного образца, ученые намерены рассчитать, сколько звезд во вселенной обладают системами с планетами, похожими на Землю.

Обнаруженное «Кеплером» — поразительно.

К моменту завершения срока основной миссии обсерватории в 2012 году было выявлено около 5 тысяч экзопланет. Возможно, самым странным открытием была так называемая пенопластовая планета — мир, плотность которого в десять раз меньше, чем у Юпитера. Однако самым захватывающим открытием стала первая каменистая планета, найденная за пределами Солнечной системы. В 2015 году ученые, работающие с «Кеплером», объявили об обнаружении «самой близкой родственницы Земли».

Кроме того, «Кеплер» нашел планету, названную Кеплер-16b и похожую на Татуин.

Как и на Татуине, на Кеплере-16b можно увидеть двойной закат, поскольку планета вращается вокруг двух солнц, а не одного. Таким образом, в 2011 году ученые впервые обнаружили планету в бинарной звездной системе — 35 лет спустя после того, как нечто подобное было показано в «Новой надежде».

Кеплер-16b находится примерно в 200 световых годах от Земли. По массе он близок к Сатурну, а значит, больше Татуина, диаметр которого составлял лишь 82 % от диаметра Земли. По сравнению с Солнцем, звезды системы Кеплер-16 небольшие — масса одной составляет 69 % от массы Солнца, а второй — 20 %, то есть вместе они примерно равны нашему Солнцу.

История Кеплера-16b — хороший пример того, как идет охота за планетами. Фотографии, сделанные камерой «Кеплера», показали две звезды, вращающиеся друг вокруг друга. Спустя какое-то время были сделаны новые снимки, на которых можно было наблюдать затмения, когда одна звезда заходила за другую. Но при детальном рассмотрении выяснилось, что все затмения в этой системе нельзя объяснить лишь движением звезд друг вокруг друга. Незначительное снижение яркости звезд — всего на 1,7 % — вызывала находящаяся там планета.

Условия на Кеплере-16В

Кеплер-16b значительно холоднее Татуина.

На поверхности этого гигантского замерзшего мира исследователь столкнется с температурами от -70 до -100 °C. Кроме того, продолжительность дня на планете постоянно меняется, поскольку звезды слишком близко расположены друг к другу. Каждые 20,5 дня одна из них затмевает другую, а потом они расходятся. Удаляясь в небе, они будут заходить и всходить в разное время — подобного заката никогда не было на Земле, но на Татуине они не редкость.

Может ли на Кеплере-16b зародиться жизнь?

Действительно, планета находится в пределах зоны Златовласки, которая для системы Кеплер-16 составляет промежуток от 55 до 106 миллионов километров от двойного солнца. Орбита Кеплера-16b расположилась в 104 миллионах км от звезд — почти у внешней границы обитаемой зоны. Однако стоит отметить, что Кеплер-16b — газовый гигант с крайне низкими температурами.

Так что вероятность наличия жизни на Кеплере-16b мала. А как насчет экзолуны? За время своего существования планета вполне могла затянуть в свои гравитационные сети планету размером с Землю из центра обитаемой зоны и сделать ее своей луной.

В системе Кеплер-16 жизнь может существовать и за пределами зоны Златовласки. Исследования показали, что в данной системе жизнь может зародиться на планете, находящейся в 140 миллионах км от солнц. Если у планеты в атмосфере достаточное количество парниковых газов, включая углекислый газ и метан, то она будет способна поддерживать воду в жидком состоянии.

Тепло двух солнц

Говоря о Кеплере-16b, нельзя не вспомнить, что многие годы астрономы считали, что из-за гравитации двух звезд планета не сможет образоваться в бинарной системе.

Создатели «Звёздных войн» игнорировали их слова.

Татуин без проблем обосновался в системе Тату Обнаружение Кеплера-16b подтвердило, что авторы саги правы. Больше того, последние исследования показывают, что подобные планеты не только возможны, но могут считаться распространенным явлением. Судя по всему, планеты могут образовываться в бинарной системе точно так же, как и в одинарной. Вывод? Татуинов может быть достаточно много.

Дело OGLE-2005-BLG-390Lb

Теперь обратимся к другой экзопланете, найденной ближе к центру Галактики Млечный Путь.

Мир Внутреннего кольца, как его вполне можно назвать, — землеподобная планета, у которой на оборот вокруг своей звезды уходит десять лет. Планета, получившая обозначение OGLE-2005-BLG-390Lb, вращается вокруг красной звезды, масса которой в пять раз меньше, чем у Солнца, и которая расположена примерно в 20 тысячах световых лет от нас.

OGLE-2005-BLG-390Lb больше похожа на Хот, чем на Землю.

Из космоса Хот выглядит как бледно-голубой шар, поскольку покрыт толстым слоем снега и льда. В своей системе Хот находится на шестом месте по удаленности от звезды, и температура там — всегда низкая — ночью может опускаться до -60 °C.

На OGLE-2005-BLG-390Lb ситуация примерно такая же. Поскольку планета вращается вокруг холодной звезды по большой орбите, температура на поверхности, вероятно, составляет около -220 °C, что слишком низко для жидкой воды. Судя по всему, атмосфера у планеты достаточно разреженная, а каменистая поверхность по крыта слоями льда. Масса OGLE-2005-BLG-390Lb примерно в пять раз больше земной, в то время как масса Хота близка к массе Марса. Планета расположена на расстоянии от 2 до 4,1 астрономической единицы (одна астрономическая единица — это расстояние от Земли до Солнца), то есть в нашей системе OGLE-2005-BLG-390Lb оказалась бы где-то между Марсом и Юпитером.

Там, где вашей тени не будет одиноко

Отдел маркетинга НАСА быстро понял важность экзопланет.

В 2015 году агентство опубликовало серию туристических постеров, разработанных техническими дизайнерами Джоби Харрисом, Дэвидом Делгадо и Дэном Гудсом. Яркие плакаты в стиле ретро приглашают туристов посетить недавно открытые планеты. На одном из постеров была изображена и планета Кеплер-16b, для которой придумали слоган: «Там, где вашей тени не будет одиноко».

Дэвид Делгадо объяснил, как их вдохновило открытие такого количества новых экзопланет: «Мы подумали, что было бы круто исследовать характеристики каждой планеты с точки зрения путешествий. Создать ощущение, что мы живем в будущем или в мире ожившей научной фантастики».

Лавовые трубки, или Почему людям стоит брать пример у экзогортов[31]?

Пиратский корабль затаился в темной пещере на астероиде.

В кабине «Тысячелетнего сокола» тишина, лишь помаргивающие индикаторы гипердрайва освещают приборную панель. Лея на мостике, в одиночестве. Ее взгляд привлекает какое-то движение за кокпитом. Отражение приборной доски мешает разглядеть, что там такое. Она подходит поближе и смотрит во тьму.

Тьма настолько всеобъемлющая, что невозможно представить размер пещеры. И как далеко тянутся тоннели?

В научно-фантастических фильмах, таких как «Империя наносит ответный удар», внеземные катакомбы достаточно велики для того, чтобы в них мог влететь космический корабль. И хотя на Земле все еще остаются тысячи километров неисследованных пещер, нас больше интересуют пещеры Луны или других планет вроде Марса. Насколько они велики? Как глубоко уходят? Нам пока мало что о них известно. Может ли эта «темная сторона» Солнечной системы помочь нам ее колонизировать?

Луна как первый шаг

Много лет Луна рассматривается как первая цель в колонизации космоса. Она ведь практически у нас под боком.

В галактике «Звёздных войн» многие расы, включая людей, зародились в Центральных Мирах. Хотя место происхождения людей доподлинно неизвестно, большинство историков считают Корусант наиболее вероятным кандидатом на звание родины человечества. Перед древними корусантцами в начале покорения космоса стояли те же вопросы.

Луна находится достаточно близко к Земле, поэтому колонисты, живущие и работающие там, смогут обменивать свою продукцию на необходимые им товары с Земли. Такие операции станут началом межпланетной торговли. Луна также удобна для установки мощных телескопов и в качестве плацдарма для дальнейшего исследования Галактики.