Старое правило для новых планет

Правило Тициуса-Боде (Titius-Bode) — приблизительная эмпирическая закономерность, описывающая средние радиусы планетных орбит в Солнечной системе — было впервые сформулировано еще в XVIII веке, хотя уже в середине следующего столетия стало ясно, что обосновать его теоретически весьма непросто, и пользоваться им нужно со множеством оговорок. В конце прошлого тысячелетия, когда начались первые открытия экзопланет, астрономы даже представить себе не могли, что на новом витке развития науки им придется вспомнить это старое правило. Применив его модифицированный вариант для анализа новейших данных наблюдений космического телескопа Kepler, ученые из Австралийского национального университета смогли оценить количество планетоподобных тел в «зоне обитаемости» каждой из «стандартных» звезд нашей Галактики.

К числу устоявшихся представлений в астрономии следует отнести оценку количества звезд, способных иметь планеты земного типа (на которых может существовать жизнь в привычных для нас формах): таковых в пределах нашего Млечного Пути должно быть около сотни миллиардов. Тимоти Бовэрд и Чарльз Лайнвивер (Timothy Bovaird, Charles Lineweaver) из Австралийского национального университета проверили применимость правила к экзопланетным системам, зная фактически единственный и к тому же не совсем удачный пример его применения — «планетную семью» нашего Солнца. Естественно, ученым пришлось изрядно потрудиться, чтобы под разными предлогами исключить из рассмотрения неудобные объекты (не обеспечивающие нужного результата) и вдобавок провести некоторую модификацию аналитического выражения правила, сведя его к более простому обобщенному варианту. Тем не менее, эмпирическая закономерность неплохо «сработала» даже при анализе сравнительно небольшой выборки экзопланет. Результат оказался довольно неожиданным: выяснилось, что стандартная звезда должна иметь в среднем около двух планет в «зоне обитаемости» (в англоязычных странах для нее используют название «goldilocks zone») — области пространства, расположенной на таких расстояниях от центрального светила, что условия на поверхности находящихся в ней планет будут близки к земным и смогут обеспечивать постоянное существование жидкой воды.

С учетом приведенной выше оценки количества звезд Млечного Пути потенциально обитаемых миров в нем должно быть просто-таки неприлично много — порядка двух сотен миллиардов. Соответственно и вероятность того, что в каком-то из этих миров возникла органическая жизнь, также оказывается не столь уж и малой. Похоже, что мы действительно не одиноки, причем не только во Вселенной, но и в нашей родной Галактике…

Правило Тициуса-Боде

Известно также как закон Боде. Представляет собой эмпирическую формулу, приблизительно описывающую средние расстояния между планетами Солнечной системы и Солнцем. Предложено Иоганном Тициусом (Johann Daniel Titius) в 1766 г. и получило известность благодаря работам Иоганна Боде (Johann Elert Bode) в 1772 г.

Правило формулируется следующим образом: К каждому элементу последовательности Di = 0, 3, 6, 12… прибавляется 4, затем результат делится на 10. Полученное число считается средним радиусом орбиты i-й планеты в астрономических единицах. То есть Ri=(Di+4)/10.

Тимоти Бовэрд и Чарльз Лайнвивер проверили применимость правила к другим звездам. Из уже открытых систем, содержащих по четыре планеты, они отобрали 27 таких, для которых добавление дополнительных тел между известными нарушало бы стабильность системы. Считая отобранные кандидаты полными системами, авторы показали, что обобщенное правило Тициуса-Боде для них выполняется.

Было обнаружено, что 22 из выбранных для анализа системы удовлетворяют взаимным соотношениям радиусов орбит даже лучше, чем Солнечная система, две системы подходят под правило примерно с той же точностью, у трех систем правило работает хуже.

Для 64 систем, которые по выбранному критерию признаны неполными, авторы попытались предсказать орбиты еще не открытых планет. Всего ими сделано 62 предсказания с помощью интерполяции (в 25 системах) и 64 — с помощью экстраполяции. Оценка максимальных масс объектов по чувствительности приборов, с помощью которых были обнаружены эти системы, показывает, что некоторые из предсказанных планет должны быть земного типа.

Тем не менее, согласно данным Челси Хуанг и Гашпара Бакоша, для экзопланет соотношение Тициуса-Боде в среднем не работает и, таким образом, предсказания, сделанные с его помощью, остаются под вопросом.