В отличие от Земли, где эта система работает исключительно эффективно, ни Венера, ни Марс не смогли обзавестись ничем подобным. На этих планетах не наблюдается никакой тектонической активности. Из-за скрывающих поверхность толстых облаков и слишком высокой температуры продолжительные исследования с помощью спускаемых аппаратов на Венере затруднены, что делает изучение эволюции этой планеты непростой задачей. По современным представлениям, отсутствие тектонической активности на Венере связано с чрезмерно высокой температурой поверхности. В условиях высоких температур кора планеты превратилась в кашеобразную смесь, которая быстро заполняет трещины, препятствуя образованию плит. В отсутствие воды на адски горячей поверхности мантия Венеры лишилась еще одного фактора подвижности. К тому же планета вращается настолько медленно, что венерианский день длится дольше венерианского года: чтобы совершить один оборот вокруг оси, Венере требуется 243 дня, тогда как ее период обращения вокруг Солнца составляет 225 дней. Это означает, что фактически планета вращается в направлении, противоположном направлению вращения Земли.
Из-за небольшой скорости вращения планеты и отсутствия мощных конвекционных потоков, создаваемых тектонической активностью плит, ядро Венеры также вращается медленнее, чем нужно для образования магнитного поля. Этой скрытой облаками планете остается довольствоваться лишь очень слабым полем на самом верху. Под действием ультрафиолетового излучения Солнца атомы в верхней части венерианской атмосферы теряют электроны, в результате чего образуется слой электрически заряженных частиц, называемый ионосферой планеты. Даже в отсутствие создаваемого ядром магнитного поля эти частицы способны отводить заряженные частицы солнечного ветра, создавая слабый ток и слабое магнитное поле. Поэтому на Венере можно наблюдать свечение, похожее на северное или южное сияние на Земле. Правда, оно в 40 раз слабее.
На Марсе все наоборот: там слишком холодно. Часть марсианской коры сильно намагничена, что указывает на то, что в прошлом у планеты должно было быть магнитное поле. Это поле намагнитило горные породы, а потом исчезло. Все дело в быстром охлаждении Красной планеты. Из-за скромного размера у Марса большая площадь поверхности по сравнению с его объемом. Как раскинутая на сушилке для белья простыня, эта обширная поверхность пропускает через себя тепло из недр планеты намного быстрее, чем это происходит на Земле. Когда ядро Марса остыло, конвекционный поток между мантией и ядром иссяк. Вся тектоническая активность замерла, а магнитное поле исчезло полностью.
Окончательно судьбу магнитного поля планеты, скорее всего, определило столкновение с крупным небесным телом, произошедшее более 4 млрд лет назад. Удар, который пришлось пережить планете всего через несколько сотен миллионов лет после рождения, был такой силы, что его следствием стала выраженная дихотомия двух полушарий марсианской коры. Поверхность северного полушария планеты в среднем на 5,5 км ниже поверхности южного полушария, а кора на 26 км тоньше. При столь масштабном столкновении на оказавшейся под ударом северной стороне должно было выделиться огромное количество тепла. Вызванный этим перепад температур мог нарушить конвекцию в мантии планеты и ослабить магнитное поле. В результате резкого повышения температуры в месте удара горные породы в прилегающей к нему области должны были размагнититься, что объясняет, почему признаки магнетизма наблюдаются главным образом в южной части планеты.
Независимо от подробностей их эволюции, ни у Венеры, ни у Марса сейчас нет магнитного поля, которое бы закрывало всю поверхность этих планет. Благодаря данным двух космических зондов мы не понаслышке знаем, к каким печальным последствиям приводит отсутствие щита в виде магнитного поля.
19 декабря 2006 г. на Солнце произошел относительно небольшой корональный выброс. Четыре дня спустя брызги солнечного вещества добрались до Венеры. Свидетелем этого стал космический аппарат Европейского космического агентства «Венера-экспресс», запущенный на орбиту планеты для изучения ее атмосферы. Несмотря на незначительное количество солнечного вещества и небольшую скорость, в результате коронального выброса незащищенная атмосфера Венеры лишилась внушительного количества кислорода. Также аппарат «Венера-экспресс» зафиксировал потерю водорода и кислорода — последних остатков морей на Венере — в результате воздействия солнечного ветра.
Некоторое время спустя мы смогли наблюдать последствия аналогичных явлений на Марсе благодаря космическому аппарату NASA, запущенному к нашему ближайшему соседу с той же целью, что и «Венера-экспресс» к Венере. 8 марта 2015 г. аппарат MAVEN наблюдал столкновение с Марсом солнечного вещества после намного более мощного коронального выброса. Объем утраченной Красной планетой атмосферы был в 10 раз больше того, который потеряла Венера. Постоянное взаимодействие с солнечным ветром также истощает марсианскую атмосферу, выдувая с маленькой планеты около 100 г газов каждую секунду.
В прошлом последствия аналогичных явлений должны были ощущаться на Марсе и Венере куда сильнее, чем сейчас. Молодое Солнце было намного активнее той спокойной звезды, которую мы можем наблюдать. Так что и вещества в окружающее пространство оно должно было выбрасывать намного больше. Следы жидкой воды на Марсе указывают на то, что когда-то его окружала толстая атмосфера, которая обеспечивала достаточно высокую температуру на поверхности. С потерей магнитного поля Марс лишился и газового покрова, превратившись в непригодный для жизни мир.
Таким образом, скорее всего, наличие магнитного щита является одним из условий обитаемости поверхности любой экзопланеты. Хотя в настоящее время у нас нет методов обнаружения магнитного поля, этот фактор стоит учитывать, объявляя очередную новую планету «похожей на Землю».
Мы прошли долгий путь с момента открытия первых горячих юпитеров в 1990-е гг. Сейчас мы находим миры, которые походят на Землю размером и обращаются в пределах зоны умеренных температур. Но достаточно ли они похожи на Землю, чтобы мы могли назвать их «Землями 2.0»?
Глава 13. Поиски второй Земли
Не прошло и трех дней после запуска космического телескопа «Кеплер», как исследователям улыбнулась удача: они обнаружили прохождение планеты в пределах зоны умеренных температур ее звезды.
Чтобы официально подтвердить находку, пришлось потратить еще два с половиной года: присутствие планеты считается доказанным, если она наблюдалась не менее трех раз. Столько же раз должны быть измерены ее параметры. Первое прохождение телескоп зафиксировал практически сразу — в мае 2009 г. К декабрю 2010 г. астрономам удалось наблюдать еще два прохождения. Год спустя, 5 декабря 2011-го, было официально об открытии первой проходящей планеты в пределах зоны умеренных температур. «Что касается обнаружения этой планеты, — рассказывал Уильям Боруки, руководивший командой сотрудников Научно-исследовательского центра Эймса NASA в Калифорнии, — нам просто повезло».
Новая планета получила обозначение Кеплер-22 b. Она обращается вокруг солнцеподобной звезды на расстоянии 600 световых лет от
