В научной фантастике, связанной с темой космоса, писатели, кинорежиссёры, авторы комиксов и другие авторы показывают удивительные далёкие миры, созданные воображением. Это могут быть планеты-пустыни (как Арракис из "Дюны"), снежно-ледяные планеты (как Вальхалла из Warhammer 40,000), водные миры (как планета, показанная в игре Subnautica), миры, покрытые джунглями, и буквально кипящие жизнью (как Пандора из фильмов "Аватар" и "Аватар 2"). Или совсем странные, сюрреалистичные миры, вроде той планеты, что была представлена в романе "Солярис" Станислава Лема.
Однако, в реальной вселенной существуют не менее удивительные миры, они слабо представлены в произведениях научной фантастики. Тем не менее, на этих мирах, вполне вероятно, может существовать жизнь, хотя она и будет, скорее всего, совсем не похожа на нашу. И мы сейчас говорим о планетах, находящихся в приливном захвате. Что же это такое?
Классическим примером приливного захвата является положение Луны относительно Земли. Из-за сильного гравитационного воздействия нашей планеты получается, что вращение спутника вокруг своей оси очень медленное, и оно совпадает по времени с вращением вокруг Земли. Поэтому Луна всегда повёрнута к нам одной и той же стороной.
Однако, это касается не только нашего спутника. Например, если речь о газовых гигантах, то приливные силы больших планет вроде Юпитера и Сатурна немного сминают спутник на каждом витке. Таким образом, спутник остается теплым, и в его недрах идет геохимическая активность. Собственно, это одна из причин, почему на таких спутниках, как Европа или Энцелад есть условия, вероятно, подходящие для развития жизни (хотя опять же, пока что нет никаких свидетельств существования там даже самых простых бионтов).
Похожая ситуация может наблюдаться и в звездных системах с планетами, находящимися слишком близко к своей звезде. Однако здесь есть важное отличие: звезда в лучшем случае могла бы вызывать приливы на дневной стороне планеты, но скорее всего, она бы полностью сжигала это полушарие.
Примерно 75% звезд в нашей галактике — это звезды спектрального класса M, то есть красные карлики. Поскольку красные карлики очень тусклые, зона, пригодная для жизни, должна находиться рядом с ними, на расстоянии около 0,3–0,4 астрономических единиц. Это значит, что все потенциально обитаемые планеты вокруг красного карлика могут оказаться в приливном захвате.
Ярким примером такой звёздной системы является TRAPPIST-1. В ней планеты расположены очень компактно, и хотя её зона обитаемости существенно меньше, чем в Солнечной системе, большинство планет относятся именно к "зелёной" зоне.
А как же будет выглядеть поверхность таких планет, и пригодна ли будет она для жизни? На второй вопрос можно ответить сразу: и да, и нет.
Вероятно, из-за такой близости планеты могут влиять на приливы/отливы друг у друга на поверхности. Более того: это может вызывать сдвиги литосферных плит и в целом высокую тектоническую активность.
С другой же стороны, именно тектоническая активность может не дать возникнуть никакой жизни. Ярким примером из нашей Солнечной системы является Ио, спутник Юпитера, где находится множество извергающихся вулканов, но какая-либо жизнь вряд ли возможна (и вряд ли тектоническая активность спадёт через миллионы лет, ведь спутник продолжит вращаться вокруг газового гиганта).
Из экзопланет такие свойства имеет LHS 3844b, обращающаяся вокруг красного карлика в созвездии Индейца на расстоянии около 49 световых лет от нас. Дневное ее полушарие раскалено до 770 °C, а в ночном полушарии стоит мороз около — 250 °C. При таких перепадах температуры вся атмосфера должна была постепенно выпасть в виде снега и льда на ночной стороне. В свою очередь, на дневной стороне будут плавиться горные породы, и из-за разницы в их температуре и вязкости все ночное полушарие может быть покрыто вулканами, постоянно извергающими дым и, таким образом, поддерживающими на планете подобие атмосферы и осадков.
Но если гравитационное воздействие звезды на тектонику не столь сильное, то ситуация будет уже получше. Тем не менее, "ночная" сторона будет оставаться тёмной и холодной. А что же другая, "дневная" сторона? Тут может быть несколько вариантов.
Такая планета может находиться на достаточно большом расстоянии от своей звезды — и тогда (в случае, если на планете есть вода) энергии светила хватит лишь на то, чтобы растопить лёд на одной стороне. Собственно, такие планеты вполне существуют, и для их обозначения даже придуман специальный термин: планета-глаз. И действительно, такие миры внешне напоминают глазное яблоко: "дневное" полушарие, повёрнутое к звезде, покрыто жидким океаном, а "ночное" — скрыто под ледяным панцирем. К таким планетам, в частности, относится мир TRAPPIST-1 f из вышеупомянутой звёздной системы.
Стоит ли говорить, что такие океаны — почти идеальное место для развития потенциальной внеземной жизни?
С другой же стороны, если планета расположена к звезде относительно близко, вполне вероятно, что "дневная" зона будет выжженной пустыней, в то время как ночная — замёрзшим океаном, покрытым полями ледяных гор. Но где же на такой планете будет место для жизни, в таких-то экстремальных условиях?
Скорее всего, жизнь на такой планете концентрировалась бы в т.н. "сумеречной зоне", разделяющей два полушария. Однако, эта жизнь очень сильно отличалась бы от той, к который мы привыкли (и которую привыкли видеть в научной фантастике о космосе).
Климат в такой сумеречной зоне, скорее всего, не будет полностью однородным, и понятие климатических поясов всё же будет уместно. Для жителей такой планеты солнце постоянно находилось бы низко над горизонтом либо частично выглядывало из-за горизонта. Временами бушевали бы планетарные ураганы, которые заносили бы пыль с дневной стороны, а в другое время небо постоянно оставалось бы розоватым или желто-оранжевым, поэтому в сумеречном регионе планеты совершенно не просматривались бы звезды.
Помимо этого, были бы большие перепады давления, которые, в свою очередь, вызывали бы сильные ветра. А перепады температур, в частности, чередование холодных и горячих воздушных потоков с обеих сторон планеты, вынудило бы организмы вырабатывать механизмы для периодических миграций, либо укрытия в каких-то надёжных местах.
Время для существ на таких планетах воспринималось бы совершенно по-другому: времена года и концепция суток отсутствовали бы (ещё бы, когда сутки длятся целый планетарный год, а ты всю жизнь живёшь в сумерках).
При этом из-за возможной тектонической активности на планете будет также хорошая среда для хемотрофов — организмов, получающих энергию не из преобразования энергии света, как большинство земных растений, но в результате окислительно-восстановительных реакций, в которых они окисляют химические соединения, богатые энергией. На нашей Земле к таким относятся микроорганизмы, живущие в геотермальных источниках, однако на таких планетах их, вероятно, будет больше, и организмы эти будут более разнообразны. Таким образом, в атмосфере так или иначе будет кислород. Фотосинтетические организмы также смогут существовать (несмотря на недостаток света), однако, скорее всего, привычных зелёных растений на такой планете не будет.
Что же касается разумной жизни на этих планетах, то ничего определённого сказать нельзя. В конечном итоге, разум не является конечной целью эволюции, и мы воспринимаем разумных существ как "венец природы" в силу своего антропоцентризма (мы, люди, сами являемся одним из самых молодых видов на Земле). Тем не менее, если представить, что разумная жизнь на такой планете таки появилась, то она также будет значительно отличаться от нас (в частности, из-за другого понятия времени, и совершенно непохожих на Землю климатических условий).
Возможно, эти формы жизни будут пытаться колонизировать ледяные пустоши в "ночной" зоне планеты. Там они смогут увидеть звёзды и другие планеты этой системы. А так как в системах красных карликов планеты расположены гораздо ближе друг к другу, чем у Солнца, то такие существа могут гораздо раньше, чем мы, дойти до идеи космических полётов. Более того: если они таки сконструируют приспособления для перемещения по космосу, им будет легче достичь иных миров. По той же причине: другие планеты банально ближе.
Англоязычный художник Oliver but Digital (он же Bionautic) создал подробную реконструкцию возможного живого мира планеты, находящейся в приливном захвате, которую он назвал Исла. Его рисунки и описания могут показаться сюрреалистичными, однако, автор старался сделать их научно достоверными в меру возможности.
Например, на изображении выше показано, как в представлении Oliver but Digital будут выглядеть равнины Ислы: это будет пространство, поросшее "растениями", прижатыми к земле для защиты от сильных ветров, и получающих энергию за счёт большой плоской поверхности.
А вот так выглядят некоторые представители фауны этого странного мира: их рты располагаются на конце трубочек, которыми они всасывают добычу. Эти существа стоят на двух десятках эластичных ног, что придаёт им больше устойчивости, с учётом сильных ветров. Тем не менее, динопалакс (третья картинка), несмотря на такое странное строение тела, является вполне себе полноценным хищником.
На этой планете, в силу особенностей "растительного" мира, существуют также и совершенно непохожие на земные экосистемы. Например, некоторые существа могут найти убежище от ветров (и жары/холода) под "дисками" автотрофных организмов.
А на картинке выше изображён пример животного, которое опыляет эти "растения" необычным способом: оно движется через их живые туннели, задевая свисающие вниз волоски, и таким образом разносит гаметы.
Подводный мир на этой планете не менее разнообразен, но предсказать его развитие будет проще, ибо морская среда будет гораздо больше сходна с той, что есть у нас на планете.
Конечно, сделать подробный обзор The Isla Project в этой статье не получится. Но автор ведёт свой канал на YouTube, а также у него есть свой сайт. Все ссылки на аккаунты художника вы можете найти здесь. Однако, его творчество до сих пор не переведено на русский (возможно, автору этой статьи стоило бы этим заняться), поэтому для ознакомления вам может понадобиться знание английского языка, либо автоматический перевод (на замедленном ютубе может помочь нейросеть Яндекса, переводящая видео, если вы смотрите с ПК, а если нет — спасут субтитры на русском или другом вашем языке, которые, хотя и автоматические, но вполне адекватные).
А на этом хотелось бы подойти к концу. Эта статья, возможно, в большей степени относится не к науке самой по себе, а к научной фантастике, но, тем не менее, автор старался опираться на то, что мы реально знаем о планетах, находящихся в приливном захвате. Это очень интересное явление, и, на самом деле, очень распространённое в нашей галактике.
Такие планеты могли бы дать очень интересную основу для новых научно-фантастических саг в духе "Дюны" или романов Станислава Лема, ведь это огромнейшее поле для фантазии. Как-то так.
Если вам понравилась статья, подписывайтесь на наш канал, ставьте лайки и оставляйте комментарии, а так же не забывайте про колокольчик, что бы не пропустить наши новые материалы, это очень мотивирует нашу команду. Так же вы можете найти нас в Телеграме и ВКонтакте, там мы публикуем мемы, и короткие материалы, которые не всегда подходят для Дзена. Спасибо, что читаете нас!