[вернуться к содержанию сайта]

ЭКЗОПЛАНЕТНАЯ ЭКЗОТИКА: ИЛЛЮЗИИ И РЕАЛЬНОСТЬ
(напечатано в журнале "Техника-молодёжи" №1, 2013)

    Открытые экзопланеты всё больше удивляют астрономов своими странными свойствами. Тут и гиганты с массами в десятки Юпитеров, и с орбитами много меньше, чем у Меркурия, и с обратным орбитальным вращением; большинство орбит непомерно вытянуты... Подробно о наблюдениях экзопланет можно прочесть в ТМ №9 за 2011 г., здесь же просто отметим: всё это не находит объяснений и настолько контрастирует со свойствами планет Солнечной системы, что вновь заговорили о выделенности Земли.
    Что ж, в очередной раз на сцену выходит баллистическая теория Ритца, выдвинутая ещё в 1908 г. Мы уже показали, как с её помощью развенчиваются разного рода “космические чудеса” (см. ТМ №12 за 2010 г., №6 за 2011 г., №6 за 2012 г.); теперь настала очередь экзопланет.

    В космосе много диковинок, которых учёные недавно не могли и представить. Экзотикой стали и экзопланеты, крутящиеся возле иных звёзд и столь отличные от планет Солнца, что астрономы теряются в объяснениях их аномалий. Сходные муки испытывали астрономы древности, пытаясь понять видимые петляющие и попятные движения планет. Лишь Коперник, Кеплер и Галилей, отвергнув догмы Аристотеля и Птолемея, показали, что реальные орбиты планет проще и отличны от видимых, относительных движений, искажённых орбитальным вращением Земли.

    Может быть, и разгадка экзопланет – в том, что их реальные движения отличны от видимых? В этой статье мы покажем, что отказ от догм Эйнштейна и учёт относительного движения света по механике Галилея-Ньютона объясняет все странности экзопланет.

    Экзопланеты от нас столь далеки, что увидеть их долго не могли и судили о них по движениям звёзд, возле которых те крутятся. История открытия тёмных спутников звёзд началась с Сириуса, который, по наблюдениям “звёздного патруля”, двигался не по прямой, а вилял вправо-влево, выписывая синусоиду, будто пьяный (рис. 1).

    Это поведение, в тему анекдота “Сириусу больше не наливать”, и помогло открыть в 1862 г. спутник, названный Сириусом B. Облетая вокруг звезды Сириус A, он своим тяготением регулярно смещает её от прямой траектории. Сириус B оказался звездой с массой в два раза меньше Сириуса A и с яркостью ниже в 10000 раз, что было объяснено малым его размером (меньше Земли). Но тогда плотность Сириуса B выходила непомерно высокой, и астроном А. Эддингтон честолюбиво разрекламировал его в своей теории в качестве первого обнаруженного “белого карлика” – горячей сверхплотной звёзды, хотя многие астрономы сочли эту теорию белогорячечным бредом.

Рис. 1. Выявление невидимых спутников звёзд по движению этих звёзд (а), по колебаниям их яркости I и спектральных линий (б). “Шляпообразные” колебания яркости звёзд вызваны влиянием спутника, меняющего скорость звезды V и испущенного ею света С: поздние лучи (3) на пути L догоняют ранние (1), повышая яркость в районе (2) и понижая в (4), или даже обгоняют их, меняя видимый порядок событий (в).

    Так, с первых шагов анализ спутников звёзд привёл к открытию аномальных объектов. А вдруг Сириус B – обычная звезда с яркостью, сниженной облаками пыли (как в ядре Галактики) или эффектом Ритца (ускорение a на поверхности)?

    Последнее вполне вероятно, судя по красному смещению спектра Сириуса B, принятому за признак мощного тяготения этого “белого карлика”. Эффект Ритца ведёт к сильному покраснению и спаду яркости уже при обычных ускорениях звёзд (вспомним красное смещение галактик, см. ТМ 2010 №12). Большую величину и яркость Сириуса B подтверждает и то, что в рентгеновских лучах он ярче Сириуса A, а о наличии пыли вокруг говорит его сильное ИК излучение.

    Ещё многозначительный факт: пару тысяч лет назад Сириус был красным, а не синим, как теперь. Астрономы признают: звёзды не меняют цвет так быстро. Выходит, древние видели красный Сириус B, который затмевал синий Сириус A своим блеском и даже наблюдался отдельно от него, как показали предания догонов (см. ТМ 1978 №1). Догоны видели угасание звезды и назвали её бледным лисом-фенеком. Быстрый спад яркости Сириуса B мог быть вызван эффектом Ритца или извержением облаков пыли, по типу звёзд R Северной Короны.

    Если фантастичные свойства Сириуса B иллюзорны, то и эксцентричное поведение экзопланет, возможно, лишь видимость. Экзопланеты тоже выявляют косвенно, по “шатаниям” звезды под влиянием планеты. Астрономы фиксируют эти шатания по эффекту Доплера – колебаниям спектра звезды, отражающим в малом масштабе колебания лучевой скорости V_r планеты. У экзопланет, летящих по круговым орбитам, как планеты Солнечной системы, эти колебания имели бы вид синусоид. Но, вопреки ожиданиям и теориям образования планетных систем, колебания имели вид скошенных синусоид, а им отвечают сильно вытянутые орбиты экзопланет (рис. 2)! Неужели Земля действительно выделена по сравнению с остальным миром, словно прав не Галилей, а Аристотель и геоцентристы? Казалось, это подтверждается и преобладанием экзопланет с расчётными орбитами, вытянутыми по направлению к Земле…

    Подобный “неогеоцентризм” – следствие того, что физики XX в. отреклись от механики и оптики Галилея, приняв теорию относительности Эйнштейна и мнение Аристотеля о скорости света как о недостижимо высокой, а потому неизменной. Если же для света верен галилеев закон сложения скоростей, то видимые движения звёзд, придающих свою скорость свету, исказятся, раз из одних точек орбиты свет идёт быстрей, чем из других. Движение звезды по кругу покажется неравномерным, идущим по эллипсу, вытянутому к Земле. Именно такой эффект (см. ТМ 2011 №6), оправдавший Галилея, открыт у двойных звёзд. Тот же эффект искажает движения экзопланет, реально летящих по круговым орбитам.

Рис. 2. Источник, сообщая свою орбитальную скорость свету, тормозит его в точке 1 и подгоняет в точке 3, искажая видимые движения и графики лучевых скоростей звёзд и экзопланет (например, планеты в системе 16 Лебедя B, красная линия) по сравнению с реальными (зелёный пунктир). Это и вызывает эффект мнимого вытягивания орбит к Земле.

    Особенно спорны вытянутые орбиты экзопланет, близких к своей звезде¹ (скажем, планета HD 80606b). Но вытянутый эллипс – это ещё не всё: для многих экзопланет график лучевых скоростей неточно соответствует эллиптической орбите! Астроном Э. Фрейндлих ещё в 1913 г. предсказал это из теории Ритца, где скошенная синусоида лишь примерно подобна графику эллиптической орбиты. Теперь же аномалию формально прячут по ветхому пути Птолемея: описывают полёт звезды как сумму круговых движений под влиянием планет с кратными периодами. По сути, это разложение сложного колебания на ряд гармонических (ряд Фурье).

    Но так, взяв достаточно гармоник, можно описать что угодно! Например, в экзопланетной системе Gliese 876 подобрали орбитальные периоды в отношении 1:2:4. В Солнечной системе такой орбитальный резонанс есть у спутников Юпитера (Ганимед, Европа, Ио), но для планетных периодов столь точный резонанс маловероятен. Фактически современные исследователи, спасая привычную парадигму, не моргнув глазом, придумывают и лишние планеты, и кратные периоды – лишь бы объяснить аномалию…

    Однако Фрейндлих ещё в 1913 г. показал, что отклонения, вызванные переменной скоростью света, как раз имеют периоды, относящиеся к орбитальному как 1:2, 1:3, 1:4 и т.д. Тогда вместо ряда подогнанных параметров (периодов и масс гипотетических планет) движение звезды можно описать по одной планете с круговой орбитой, учтя относительное движение света (рис. 3). Так и Коперник, изумившись обилию кратных периодов у небесных сфер Птолемея, убрал лишние параметры и сферы планет, когда учёл относительное движение Земли.

    Иллюзорно и то, что многие экзопланеты весят как несколько Юпитеров и летят почти вплотную к звезде, за что их назвали “горячими юпитерами” (скажем, планеты WASP-18 b, WASP-33 b). Если б это было так, звезда бы давно их испарила! Выходит, и здесь астрономы принимают видимость за реальность. Ведь смещения спектра, пропорциональные колебаниям скорости звезды под воздействием тяготения планеты, а значит, пропорциональные массе планеты, вызывает как эффект Доплера, так и эффект Ритца. При этом последний бывает тысячекратно выше; так и получается, что, рассчитывая массы планет “по Доплеру”, получают сильно завышенные результаты.

    Меняет эффект Ритца и видимые орбитальные периоды: T'=T(1+La_r/C²) – подобно доплер-эффекту, меняющему видимые периоды спутников Юпитера, только намного сильнее. В звёздной системе с лучевым ускорением a_r≈-C²/L планеты, облетая звезду за период T порядка месяца, могут показаться обегающими её за период T' порядка суток, словно планета летит близко к звезде². Вот почему у многих экзопланет год в сто раз короче земного и длится менее трёх дней.

    Например, открытая в 2012 г. ближайшая к нам экзопланета у Альфы Центавра по оценкам астрономов обегает вокруг звезды за период в трое суток, по орбите в 10 раз меньшей, чем у Меркурия. Из-за близости к звезде жизнь там была бы невозможна. Если же реальные периоды таких экзопланет длиннее и орбиты шире, они могут попасть в “обитаемую зону” и нести формы жизни не менее странные и экзотичные, чем в сказке Сент-Экзюпери и в фильме “Аватар”³.

    Эффект Ритца зажигает, как фонарики-маяки, и вспышки звёзд (см. ТМ 2011 №6). Порой их объясняют микролинзированием света в поле тяготения планет, завышая их массы до нескольких юпитерианских (яркий пример – OGLE-2003-BLG-235, см. рис. 1). А по Ритцу и лёгкая планета, проходя перед звездой и ускоряя её в направлении Земли, может заставить лучи света, испущенные позже, догнать испущенные ранее, наращивая яркость и формируя “шляпообразную” кривую блеска звезды. Как показывают расчёты, на космических дистанциях для вариаций яркости по эффекту Ритца достаточно даже малых изменений ускорения.

    Поздние лучи могут даже обогнать ранние, и видимый порядок событий перевернётся (рис. 1в). Этот мираж, напоминающий “переворот” пальм в миражах пустынь и предсказанный Д. Комстоком в 1910 г., объяснит ещё одну аномалию экзопланет – орбитальное вращение, обратное вращению звезды и выявленное по её затмениям – прохождениям планеты по диску звезды. Виден переворот нормального порядка событий – затмения близящегося края звезды (синеющего по доплер-эффекту), а затем – удаляющегося (краснеющего). Или же причина в разнице скоростей синих и красных лучей, открытой в космосе ещё А.А. Белопольским и объяснённой по теории Ритца С.П. Масликовым. Тогда издали может показаться, что затмение произошло сначала в красном (3), а затем в синем цвете (1), словно планета летит обратно (см. рис. 3в): звезда сначала кажется ярче в синих лучах, от недостатка красных, а затем – в красных, от недостатка синих.

    Итак, планета, звезда, галактика имеет разный вид для разных наблюдателей, как не раз отмечали последователи Галилея и Ритца. И жители экзопланет в далёкой звёздной системе или даже в другой галактике могут принять Землю за газовый гигант, летящий вплотную к Солнцу по вытянутому эллипсу и в обратную сторону; Солнце покажется им цефеидой или пульсаром, а наша Галактика – квазаром или радиогалактикой!