Уже более 70 лет астрономы сканируют радио- или оптические сигналы от других цивилизаций в поисках внеземного разума. За это отвечает глобальный проект под названием SETI. Большинство его участников уверены, что жизнь существует во многих из 300 миллионов потенциально обитаемых миров в одной только нашей родной галактике.

Астрономы также считают, что есть неплохие шансы, что некоторые формы жизни развили разум и технологии, близкие к земным. Но космос до сих пор хранит «Великое молчание» — этот термин означает, что до сих пор ученые не получили ни одного доказательства присутствия иных форм жизни.

В то время как SETI уже давно является частью основной науки, его коллега METI, посвященный обмену сообщениями с внеземным разумом, известен намного меньше.

Ранние попытки связаться с жизнью за пределами Земли были почти классическими «посланиями в бутылке». В 1972 году НАСА запустило к Юпитеру космический корабль «Пионер-10» с табличкой, на которой были изображены мужчина и женщина, а также символы, указывающими на точку отправления корабля. А пять лет спустя в космос улетела знаменитая «Золотая пластинка», прикрепленная к космическому кораблю «Вояджер-1».

Эти космические аппараты, а также их близнецы «Пионер-11» и «Вояджер-2», к настоящему времени уже покинули Солнечную систему. Но в необъятности космоса шансы найти те или иные физические объекты фантастически ничтожны.

Гораздо более эффективно искать электромагнитное излучение.

Астрономы передали первое радиосообщение, предназначенное для ушей инопланетян, из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико в 1974 году. Последовательность единиц и нулей содержала простую информацию о человечестве и общей биологии, а точкой ее назначения стало шаровое скопление M13. Поскольку M13 находится на расстоянии 25 000 световых лет, ждать придется очень и очень долго.

Помимо этих целенаправленных попыток отправить сообщение инопланетянам, в космос уже почти столетие просачиваются своенравные сигналы теле- и радиопередач. Этот постоянно расширяющийся пузырь сигналов с Земли уже достиг миллионов звезд.

Но есть большая разница между сфокусированным выбросом радиоволн из гигантского телескопа и рассеянной утечкой — слабый сигнал ТВ-шоу исчезает из-за гула излучения, оставшегося от Большого взрыва вскоре после того, как покинет пределы Солнечной системы.

Спустя почти полвека после послания из Аресибо две международные группы астрономов планируют новые попытки связи с инопланетянами. Один использует гигантский новый радиотелескоп, а другой выбирает новую привлекательную цель.

Одно из этих новых сообщений будет отправлено с крупнейшего в мире радиотелескопа в Китае где-то в 2023 году. Телескоп диаметром 500 метров будет посылать серию радиоимпульсов на широкий участок неба. Импульсы включения-выключения подобны единицам и нулям цифровой информации.

Сообщение называется «Маяк в Галактике» и будет включать в себя простые числа и математические операторы, биохимию жизни, человеческие формы, местоположение Земли и отметки времени. Команда отправляет сообщение группе из миллионов звезд вблизи центра галактики Млечный Путь, на расстоянии от 10 000 до 20 000 световых лет от Земли.

Хотя это и увеличивает количество потенциальных инопланетян, на практике могут пройти десятки тысяч лет, прежде чем Земля сможет получить ответ. Другая попытка ученых нацелена только на одну звезду, но с возможностью гораздо более быстрого ответа. 4 октября 2022 года команда спутниковой земной станции Гунхилли в Англии направит сообщение к звезде TRAPPIST-1.

У этой звезды есть семь планет, три из которых похожи на Землю в так называемой «зоне Златовласки», что означает, что на ее поверхности вода может существовать в жидкой форме, а значит, возможна и белковая жизнь. TRAPPIST-1 находится всего в 39 световых годах от нас, поэтому разумной жизни может потребоваться всего 78 лет, чтобы получить сообщение, а Земле — ответ.

Перспектива контакта с инопланетянами сопряжена с этическими сложностями, и METI не является исключением.

Первая сложность звучит так: кто имеет право говорить от имени всей Земли? В отсутствие каких-либо международных консультаций с общественностью решения о том, какое сообщение направить и куда его направить, находятся в руках небольшой группы заинтересованных ученых.

Но есть и гораздо более глубокий вопрос. В самом начале статьи мы приводили аналогию с путником в пустыне. Для путника тот факт, что его найдут, станет весьма благоприятным исходом. А для человечества?

Перед смертью знаменитый физик Стивен Хокинг открыто говорил об опасности контакта с инопланетянами, обладающими передовыми технологиями. Он утверждал, что они могут быть вредоносными и, если учесть местоположение Земли, могут попросту уничтожить человечество. А вот другие ученые не видят лишнего риска, поскольку действительно развитая цивилизация уже знала бы о нашем существовании.

На сегодняшний день никакие международные правила не регулируют METI, поэтому эксперименты будут продолжаться, несмотря на все возможные опасения.

На нашу планету каждый день падает множество мелких частичек внеземного вещества, сгорающих в атмосфере. Падение метеоритов покрупнее, порядка килограммов, случается пореже, но тоже часто — порядка тысяч раз в год. Ни те, ни другие нам угрозы не представляют. Очень редко — раз в сотни миллионов лет — на Землю падают астероиды размером в десятки километров. Это всегда означает планетарный катаклизм. Когда 66 миллионов лет назад такое было в последний раз на Земле вымерли динозавры, аммониты и множество других живых существ.

Метеориты «калибра» Тунгусского не грозят массовым вымиранием, но могут послужить причиной серьезных разрушений на обширной территории. Человечеству в 1908 году повезло, что небесное тело попало в очень глухое даже по тем временам место. Упади метеорит в Европе — последствия могли бы быть значительно драматичнее. Но за сто лет безлюдных мест на планете стало значительно меньше.

Принято считать, что метеориты, идентичные по разрушительной силе Тунгусскому (мы сейчас оставим за скобками вопрос о том, что это было на самом деле) падают на Землю примерно раз в столетие. Косвенно это подтверждается тем, что сопоставимый по энергии (хотя и значительно меньший) метеорит наблюдался над Челябинском почти ровно через век — в 2013 году. Но насколько верна эта эмпирическая оценка?

Группа американских ученых попыталась оценить параметры небесного тела, которое могло бы произвести на поверхности Земли разрушения, идентичные тем, что наблюдались в 1908 году, — повалить и частично обуглить тайгу на площади в 2000 кв. км. Специалисты перебрали примерно 50 миллионов комбинаций размеров объекта, слагающего материала и параметров его входа в атмосферу. Выяснилось, что наиболее похожие на наблюденную реальность результаты дает каменной астероид диаметром от 50 до 90 метров (164-262 футов), входящий в земную атмосферу со скоростью 54 000 км/ч (34 000 миль/час).

Изучив данные по известным на данный момент астероидам, орбиты которых пересекают земную, исследователи пришли к выводу, что столкновений планеты с астероидами аналогичных параметров статистически следует ожидать не чаще одного раза в тысячу лет.

Ознакомиться с подробностями можно в серии статей, опубликованных в журнале Icarus, а краткое изложение доступно на портале phys.

Эти сейсмические события произошли с дальней стороны Красной планеты, а одно из них умудрилось побить рекорд не только по силе, но и по продолжительности.

Инструменты InSight зафиксировали более 950 марсианских сейсмических событий с момента регистрации первого в апреле 2019 года, что дало ученым беспрецедентный взгляд на внутреннюю часть планеты, от коры до ядра. Однако новые обнаружения стали для ученых сюрпризом.

Событие, обозначенное как S0976a, было обнаружено 25 августа 2021 года, его магнитуда составила 4,2 балла. Другое, обозначенное S1000a, последовало 18 сентября с магнитудой 4,1 балл, что сделало пару примерно в пять раз более мощной, чем любое ранее обнаруженное марсотрясение. Второе событие также было самым продолжительным из зарегистрированных на сегодняшний день, оно длилось 94 минуты.

Оба марсотрясения распространились намного дальше, чем все, что ученые фиксировали ранее. Если раньше Марс трясло в радиусе 100 градусов от InSight, то эти два произошли с противоположной стороны планеты.

Эпицентр S0976a был прослежен до огромной сети каньонов, называемых Valles Marineris. На изображениях, сделанных с орбиты, ранее были обнаружены особенности, указывающие на то, что регион является сейсмически активным, но это первое подтвержденное землетрясение на данной территории. Точное происхождение S1000a установить не удалось, за исключением того, что оно также пришло с дальней стороны.

Людям почему-то очень хочется, чтобы в Солнечной системе была еще одна планета. Для астрономов поиски планет всегда были еще и вопросом престижа, ибо ученый, открывший новую планету, гарантированно вписывает свое имя в историю науки, причем большими золотыми буквами. В истории астрономии нередки случаи, когда это желание перерастало в уверенность, порой безосновательную, но настолько сильную, что гипотетическим планетам заранее придумывали имена и организовывали специальные кампании по их поиску.

Эксцентриситет характеризует форму орбиты: чем он больше, тем эллипс более вытянут (0 — окружность, 1 — парабола). Большая полуось — это половина максимального поперечника эллипса. Наклонение — угол между плоскостью орбиты тела и плоскостью эклиптики. Если он более 90 градусов, тело движется «навстречу» движению планет. Восходящий узел — это точка перехода тела по орбите через плоскость эклиптики из «нижней» половины Солнечной системы в «верхнюю» (в которую обращен Северный полюс Земли). Поворот плоскости орбиты относительно звезд описывается долготой восходящего узла — углом между направлениями на восходящий узел и на точку весеннего равноденствия (сейчас она находится в созвездии Рыб). Ориентация орбитального эллипса в плоскости орбиты тела характеризуется аргументом перигелия — углом между направлениями на восходящий узел и на перигелий. Истинная аномалия указывает положение тела на орбите, это угол между направлением на перигелий и на тело.

Первым стимулом для поисков новой планеты в Солнечной системе стало открытие Урана. В марте 1781 года английский астроном Вильям Гершель заметил в созвездии Тельца движущееся пятно, которое на поверку оказалось новым членом Солнечной системы. Уран стал первой планетой, открытой при помощи телескопа. Да и вообще просто открытой, ведь обо всех планетах, известных до Урана, человечество знало «всегда».

Принято писать, что следующую планету, Нептун, «обнаружили на кончике пера». Поводом для его поисков стали особенности в движении Урана, необъяснимые при помощи ньютоновского тяготения и требовавшие наличия внешнего возмущающего тела. Эти особенности, впервые отмеченные еще в 1783 году петербуржским ученым Андреем Лекселем, позволили французскому астроному Урбену Леверье (и с меньшей точностью англичанину Джону Адамсу) предсказать положение «возмутителя». Леверье послал письмо с координатами Иоганну Галле в Берлинскую обсерваторию, и тот в ночь с 23 на 24 сентября 1846 года, буквально через несколько часов после получения письма Леверье, обнаружил Нептун почти точно в предсказанном месте. Открытие Нептуна считается классической демонстрацией предсказательной силы теории тяготения Ньютона и одним из ее «триумфов», хотя в этом триумфе есть и пара ложек дегтя. И Леверье, и Адамс оценивали большую полуось орбиты гипотетической планеты по правилу Тициуса-Боде, а реальный Нептун (как выяснилось после его открытия) в это правило не вписывается. В результате орбиты, вычисленные обоими учеными, сильно отличались от фактической орбиты Нептуна... за исключением той ее части, на которой Нептун находился в 40-е годы XIX столетия. Поэтому в этой истории присутствует элемент везения.

В том же XIX веке развернулись поиски еще одной гипотетической планеты, Вулкана, которая должна была заполнить собой пробел между Меркурием и Солнцем. С 1826 по 1843 год ее искал немецкий астроном Генрих Швабе (планету он так и не нашел, но зато первым обнаружил цикличность солнечной активности). В 1860-е годы в движении Меркурия нашлись несоответствия с ньютоновской теорией тяготения, и интерес к поискам Вулкана возродился, но в начале XX века снова угас, когда эти нестыковки удалось объяснить в рамках общей теории относительности. 

Чтобы планета № 9 могла выровнять орбиты ТНО, ее собственная орбита должна быть вытянута в противоположную сторону. Голубым цветом показаны орбиты объектов пояса Койпера, перпендикулярные плоскости эклиптики, которые случайно также получили объяснение в рамках модели Брауна–Батыгина.

Открытие Нептуна стимулировало новые поиски: казалось, что в движении Урана и Нептуна остались необъясненные невязки. Но поиски не принесли результата. Точнее, транснептуновую планету, как и Вулкан, обнаруживали много раз, но она всегда оказывалась либо звездой с неверно определенными координатами, либо вообще призраком. В 1905—1906 годах к проблеме подключился американский астроном Персиваль Ловелл, который провел теоретические расчеты и организовал наблюдения в обсерватории во Флагстаффе (Аризона). Анализируя расхождения между реальными и вычисленными положениями Урана, он получил вытянутую орбиту со значительным эксцентриситетом (0,2), большой полуосью около 45 а.е. и наклонением к плоскости эклиптики около 10 градусов. Анализ движения Урана позволил Ловеллу предсказать текущее положение планеты и ее массу, которую он оценил примерно в пять масс Земли.

Поиски, инициированные Ловеллом, были весьма интенсивными, но найти планету удалось лишь в 1930 году, через 14 лет после смерти Ловелла — главным образом благодаря исключительной старательности астронома Клайда Томбо. Дело в том, что новая планета, названная Плутоном, хоть и была открыта всего в 6 градусах от предсказанного Ловеллом места, оказалась существенно более тусклой, чем ожидалось. И первая радость от открытия вскоре сменилась сомнениями. Столь тусклое и, следовательно, маломассивное тело, как Плутон, вряд ли могло быть причиной сильных отклонений в движении Урана. Впрочем, через некоторое время выяснилось, что кажущиеся возмущения в движении Урана связаны с неточностью расчетов.

Плутон не очень-то похож на другие планеты. Он мал (меньше Луны) и вращается по сильно вытянутой орбите, наклоненной под довольно большим углом к плоскостям орбит других планет. Но в 1930-е годы это не казалось чем-то особенным. Однако в середине XX века начали складываться современные представления о формировании Солнечной системы из газо-пылевого облака, и в рамках этих представлений за орбитой Нептуна вполне могли сохраниться неизрасходованные остатки строительного материала.

Первый открытый транснептуновый объект (ТНО) с невыразительным именем 1992 QB1 и поперечником в 150 км вполне подходил под описание строительного мусора. Однако за первым последовали второй, третий, да и размеры становились все крупнее: 300, 500, 1000 км. И вот, наконец, в 2005 году группа под руководством Майкла Брауна из Калифорнийского технологического института открыла в поясе Койпера объект 2003 UB313, сравнимый по размерам с Плутоном. Стало ясно, что если мы называем планетой Плутон, то и 2003 UB313 также должен считаться планетой. В 2006 году для разрешения противоречия Международный астрономический союз принял официальное определение, согласно которому ни Плутон, ни 2003 UB313 планетами не являются. Это решение многие астрономы приняли в штыки, а объект 2003 UB313, послуживший причиной разногласий, получил имя древнегреческой богини раздора — Эрида. Однако спустя десять лет со дня исключения Плутона из числа планет, пожалуй, всем ясно, что он, независимо от титула, является всего лишь одним из многих тел пояса Койпера.

Объекты в поясе Койпера (их известно менее двух тысяч) можно разделить на несколько групп. Первая — это ТНО классического пояса Койпера (например, 1992 QB1), которые имеют наклоненные под небольшими углами к эклиптике «планетные» (почти круговые) орбиты с большой полуосью не более 50 а.е. Вторая группа, резонансные ТНО — это астероиды, находящиеся в резонансе с Нептуном. Самый известный пример — «плутино», в честь Плутона, который находится с Нептуном в резонансе 2:3 (то есть совершает ровно два оборота за то время, что Нептун совершает три). Резонансные объекты, как правило, не удаляются от Солнца более чем на 50 а.е. Третий тип — это объекты рассеянного диска, типа Эриды, которые под действием возмущений планет-гигантов, прежде всего Нептуна, приобрели очень вытянутые орбиты, часто наклоненные под большими углами к плоскости эклиптики, с афелиями в сотнях а.е. от Солнца.

До 2003 года структуру пояса Койпера в целом удавалось объяснить взаимодействием остатков строительного мусора Солнечной системы с известными планетами-гигантами. А потом Майкл Браун с коллегами открыли ТНО, позже получивший имя Седна. Особенность Седны состоит в очень большом перигелии — 76 а.е. Это означает, что она даже в ближайшей к Солнцу точке орбиты не попадает в зону гравитационного влияния планет-гигантов. Как же она вообще оказалась на такой орбите?

Пока Седна пребывала в одиночестве, ее наличие не казалось особой проблемой — как и в свое время наличие Плутона: мало ли что могло случиться с одним объектом? Седна могла быть «выдернута» из внутренних областей Солнечной системы, а то и вовсе перейти к нам из другой планетной системы при сближении с другой звездой на ранних этапах эволюции. К тому же предполагается, что в Солнечной системе есть существенно более далекий «резервуар» тел — гипотетическое облако Оорта, из которого приходят долгопериодические кометы. Седну можно считать и его представителем.

В 2014 году Чедвик Трухильо и Скотт Шепард сообщили об открытии второго ТНО с экстремально большим перигелийным расстоянием в 80 а.е. Можно было бы, конечно, и его приписать к облаку Оорта, но Трухильо и Шепард обратили внимание на то, что орбиты Седны и 2012 VP113 сходным образом наклонены относительно эклиптики. Более того, если выбрать среди известных ТНО объекты на вытянутых орбитах с большими полуосями больше 150 а.е., все они будут ориентированы примерно так же! Трухильо и Шепард предположили, что это может иметь общую причину: наличие в Солнечной системе еще одной планеты с массой в несколько масс Земли на расстоянии 200−300 а.е. от Солнца. Поскольку такие конфигурации, единожды возникнув, быстро разрушаются, речь должна идти именно о каком-то постоянно действующем факторе.

Предположение Трухильо и Шепарда всколыхнуло умы исследователей: еще бы, на горизонте вновь забрезжило эпохальное открытие! Планету на таком расстоянии вполне можно обнаружить непосредственно, знать бы только, где примерно искать. Начали появляться самые разнообразные предположения: начиная с того, что планет несколько, и заканчивая тем, что новой планеты нет, а закономерности в движениях далеких ТНО порождаются гравитационными взаимодействиями внутри самого пояса Койпера.

Наиболее успешной в череде объяснений оказалась работа Майкла Брауна и Константина Батыгина. Они выделили из всех далеких ТНО шесть объектов, заведомо не испытывавших возмущений со стороны Нептуна. Оказалось, что орбиты выбранных объектов не просто одинаково развернуты относительно эклиптики, но и в целом вытянуты в пространстве примерно в одну сторону. Потом Брауна и Батыгина критиковали за это решение, поскольку они как будто бы выкинули из полной выборки те объекты, параметры которых объяснить не удалось. Но, с другой стороны, действительно, все далекие ТНО, за исключением Седны и 2012 VP113, могли попасть под влияние Нептуна. В этом смысле выглядит вполне оправданным стремление использовать для оценки влияния девятой планеты только те тела, для которых это влияние проявляется в чистом виде.

Затем ученые при помощи численной модели исследовали, способно ли действие одной далекой планеты объяснить совокупные параметры выбранной шестерки объектов. Попытка оказалась удачной. Браун и Батыгин обнаружили, что в их модели «новая» планета действительно выстраивает некоторые ТНО в наблюдаемую конфигурацию. Мало того, выяснилось, что ее воздействием можно объяснить появление еще одной группы тел Солнечной системы — астероидов пояса Койпера на сильно наклоненных орбитах — почти перпендикулярных эклиптике. Поскольку изначально задачу описать происхождение «перпендикулярных» астероидов Браун и Батыгин перед собой не ставили, этот нечаянный результат они считают мощным доказательством в пользу жизнеспособности их модели.

К сожалению, модель Брауна и Батыгина дает довольно расплывчатые предсказания относительно орбиты неизвестной планеты. Они исследовали возможные орбиты с большими полуосями от 400 до 1500 а.е. и с эксцентриситетами от 0,6 до 0,8 и почти везде получили удовлетворительный результат. Не удалось существенно ограничить и наклонение планетной орбиты. Это печально: чем точнее известны параметры орбиты, тем точнее можно навести телескоп. А ведь новая планета, если она существует, не отличается особой яркостью. На таком расстоянии увидеть отраженный ею солнечный свет вряд ли получится. Скорее можно рассчитывать на собственное инфракрасное излучение планеты.

В настоящее время рассматривается несколько возможностей обнаружить планету в наблюдениях. Во-первых, ее можно найти, просто систематически сканируя небо. Из существующих инструментов для этой цели наиболее подходит японский телескоп «Субару», установленный на Гавайских островах (США). Его 8,2-метровое зеркало позволяет наблюдать даже тусклые объекты, при этом размер поля зрения одной из инфракрасных камер телескопа равен полутора градусам, что позволяет за одну экспозицию получать снимок большого участка неба — крайне ценное качество для поисковых задач. А через несколько лет ожидается ввод в строй специального поискового телескопа LSST, который будет методично просматривать все небо и сумеет найти планету, если «Субару» к тому времени еще не преуспеет. Не исключено также обнаружение планеты, например, в космологических обзорах будущего.

Второй способ ускорения поисков состоит в том, чтобы попытаться найти признаки влияния планеты на другие тела Солнечной системы — на кометы и даже на большие планеты. Например, благодаря зонду «Кассини» мы теперь гораздо лучше знаем параметры орбиты Сатурна. Уже опубликована попытка существенно сузить диапазон поисков девятой планеты по данным «Кассини», указав области небосвода, где ее точно быть не может.

В любом случае пока речь не идет об открытии новой планеты. Фактически мы находимся сейчас в ситуации 1846 года, когда невязки в движении Урана заставили заподозрить наличие в Солнечной системе еще одной планеты. И конечно, Леверье в голову не пришло бы до 24 сентября 1846 года рассказывать всем, что он открыл новую планету. Не исключено, что и дальше нас ожидает повторение уже пройденных однажды противоречий. Например, можно ли будет считать, что планету открыли Браун с Батыгиным, если ее обнаружит автоматика LSST, которая нашла бы ее и без опубликованного предсказания? Даже если планета будет найдена в результате целенаправленного поиска на «Субару», не следует ли считать ее «авторами» Трухильо и Шепарда? Впрочем, и вопросы приоритета решать придется только после реального открытия. Сейчас же нам остается только ждать, пока в очередной раз кто-то не заметит, что среди густой звездной россыпи есть одна невнятная точка, которая на нескольких последовательных снимках чуть-чуть сползла в сторону. И тогда планетологам придется решать вопрос, а откуда, собственно, в Солнечной системе взялась планета на таком расстоянии от Солнца? Но это будет уже совсем другая история.