Текст книги "Инопланетяне и инопланетные общества. Руководство для писателя по созданию внеземных форм жизни (ЛП)"

Автор книги: Стенли Шмидт

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 20 страниц)

Между тем, есть ещё одна вещь, которую нам нужно сказать об эволюции звёзд. Описанные мною реакции ядерного синтеза не могут объяснить все наблюдаемые нами элементы и изотопы. Откуда же берутся остальные? Вспомните, что старые звёзды склонны сбрасывать свои внешние слои в космос. Это вещество вновь смешивается с межзвёздной средой, части которой могут собираться и создавать новые звёзды. Эти звёзды «второго (или более позднего) поколения», содержащие материал более ранних звезд, обладают важным отличием от звёзд «первого поколения». Звёзды первого поколения, когда нагревались в достаточной степени для поддержания термоядерных реакций, могли использовать в качестве сырья лишь водород и немного гелия, что ограничивало количество реакций, которые могли происходить. Звёзды более поздних поколений уже содержат примесь более тяжёлых элементов, которые были произведены предыдущими поколениями, и которые могут участвовать в новых видах реакций с образованием ядер, невозможных для звёзд первого поколения. Такие реакции «заполняют пробелы»; более того, в ходе некоторых из этих реакций образуются нейтроны, которые могут запускать новые реакции, приводящие к образованию новых изотопов, включая элементы тяжелее железа.

Для получения самых тяжёлых элементов требуется такое количество нейтронов, какое, вероятно, образуется только при взрывах сверхновых. Вспышка сверхновой – это чрезвычайно сильный взрыв, который обрывает жизнь некоторых очень массивных звёзд. Это один из тех немногих инцидентов в эволюции звёзд, которые происходят достаточно быстро, чтобы люди могли наблюдать их непосредственно (масштабы времени измеряются днями), однако такие события чрезвычайно редки. В среднем случается, возможно, по одному такому событию на всю галактику раз в столетие – может, это и к лучшему, потому что сверхновая может на какое-то время стать ярче, чем вся галактика, в которой она находится, и испускать излучение, которое может радикально повлиять на жизнь на планетах даже достаточно удалённых от неё звёзд. Это событие несёт в себе очевидный сюжетный потенциал (см., например, «День причастия» Пола Андерсона и мой «Пророк» (“The Prophet”)). Также существует менее очевидная связь с сюжетами, которые, казалось бы, не имеют ничего общего с подобными вещами. Как мы увидим в следующем разделе, планеты – это побочный продукт процессов образования звёзд и, следовательно, они должны состоять из материалов, присутствующих в туманности, из которой образовалось их солнце. Поскольку такое большое количество элементов может образоваться только в звёздах более позднего поколения, а некоторые из них – только в сверхновых, у солнечной системы вроде нашей собственной, где богато представлены даже тяжёлые элементы, должны быть более ранние предки, среди которых почти наверняка была, как минимум, одна сверхновая. Планета, формирующаяся вокруг звезды первого поколения или из туманности, содержащей лишь небольшое количество примесей от предыдущих поколений, была бы бедна металлами и другими тяжёлыми элементами. Какая-то цивилизация, которая возникла бы там, обязательно отличалась бы от нашей. (См., например, «Большую планету» Джека Вэнса.)

ВАЖНЕЙШИЙ ПОБОЧНЫЙ ПРОДУКТ: ПЛАНЕТЫ И ЛУНЫ

Второе важное событие, которое происходит, когда протозвезда сжимается и вращается всё быстрее и быстрее, состоит в том, что она сплющивается в диск – и на экваторе от неё отламываются куски материала. Дальше они могут уплотняться в планеты, и от центральной звезды им может передаваться вращательный импульс, заставляющий планеты следовать вокруг центральной звезды по стабильным орбитам.^[4] Аналогичный процесс в ещё меньшем масштабе может привести к тому, что вокруг самих планет будут вращаться спутники ещё меньшего размера.

Конечно, подробности этого процесса значительно сложнее и до сих пор до конца не поняты. До самого недавнего времени единственным примером такой «солнечной системы», который мы когда-либо видели, была та система, в которой мы живём. Один из давних и важнейших споров в астрономии касался частоты формирования планет: являются ли Земля и её братья и сёстры уникальным явлением, или эта и другие галактики изобилуют подобными объектами? Писатели-фантасты обычно предпочитают последнее по той очевидной причине, что это предполагает гораздо более широкий диапазон сюжетных возможностей. (Если бы мы знали, что мы уникальны, мне не было бы особого смысла писать эту книгу!)

В последние годы астрономическая мысль была большей частью на стороне писателей-фантастов, предполагая, что планеты достаточно широко распространены, но это подозрение оставалось лишь гипотезой, основанной на теории и не подтверждённой прямыми наблюдениями. В последнее время ситуация меняется – фактически, пока я работал над этой главой, вышел отчёт об обнаружении телескопом «Хаббл» дисков, подобных тем, что ожидаются для формирующихся солнечных систем, вокруг многих молодых звёзд в туманности Ориона.^[5]

Поскольку ожидается, что планеты будут конденсироваться из диска, кружащегося вдоль экватора вращающейся протозвезды, можно было бы ожидать, что их орбиты будут лежать, как минимум, примерно в одной плоскости. Они могут быть искажены гравитационным взаимодействием с телами, прилетающими извне, но когда орбита одной из планет в системе значительно отклонена от орбит других планет (например, как у Плутона в нашей системе), вы можете предположить, что сама эта планета – бывший сторонний объект, который был захвачен гравитацией.

Характеристики планет, как и характеристики звёзд, в значительной степени определяются их массами. В случае планет существует и другой важный определяющий фактор: природа первичной звезды, или «солнца», и расстояние, на котором вращается планета. Более того, эти факторы взаимодействуют друг с другом.

В нашей Солнечной системе планеты (за возможным исключением Плутона, который может быть объектом стороннего происхождения), естественным образом явственно делятся на две широкие категории. Самые внутренние планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс – могут быть объединены в категорию «землеподобных»: это относительно небольшие каменистые тела, в атмосфере которых (если таковая имеется) есть большое количество таких газов, как азот, водяной пар, углекислый газ и кислород. Внешние планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – это «юпитеры»^[6] (то есть, планеты, сходные с Юпитером): газовые гиганты значительно большего размера, чем землеподобные, с плотной атмосферой (по крайней мере, у некоторых из них может даже не быть твёрдого ядра), состоящей в основном из тех же видов лёгких газов, которые обычно встречаются в межзвёздной среде (много водорода и гелия, и в меньшем количестве – метан и аммиак).

То, что планеты земной группы расположены близко к Солнцу, а юпитеры дальше – это не случайность. Вполне возможно, что первоначально у всех планет в целом был тот же самый состав, что и у протозвёздной туманности, из которой они образовались. Юпитеры, удалённые от первичной звезды, всё ещё сохраняют определённое сходство с этим составом, а также большую часть своей первоначальной массы. Землеподобные планеты утратили большую часть своей исходной массы, в частности, самые лёгкие газы, потому что их близость к центральному телу нагревала эти лёгкие газы настолько сильно, что они вырывались из уз их гравитации.

Для писателя-фантаста «земли и юпитеры» – это, вероятно, слишком простая и ограниченная классификация для всех видов планет, которые могут существовать. Различия внутри каждого из классов достаточно велики – например, Меркурий значительно меньше и горячее Земли, практически лишён атмосферы, тогда как Венера примерно такого же размера, как Земля, но обладает гораздо более плотной атмосферой, и у неё гораздо более горячая поверхность. Если во Вселенной так много планет, как кажется, то маловероятно, что в нашей небольшой локальной коллекции есть образцы всех возможных типов. В других планетных системах могут существовать, например, планеты, занимающие промежуточное положение между Землёй и Нептуном, или более массивные, чем Юпитер.

Поскольку природу планет должны определять законы физики и химии, мы можем сделать несколько обоснованных предположений о типах, которые могли бы существовать. Как писатель-фантаст, я счёл полезным писать о них в рамках расширенной системы классификации, описанной писателем-фантастом Полом Андерсоном (в книге «Есть ли жизнь в других мирах?» (“Is There Life on Other Worlds?”)): супер-юпитеры, юпитеры, мини-юпитеры, суперземли, земли и миниземли.

Супер-юпитеры

Масса этих планет могла бы в несколько раз превышать массу Юпитера. Это очень большие объекты, с массой, в десять или пятнадцать раз превышающей массу Юпитера, могут представлять собой пограничные объекты между звёздами (которые светят своим собственным светом) и планетами (которые не дают света). У них могут быть довольно горячие ядра, и если бы они были чуть более массивными, то в них могли бы начаться собственные термоядерные реакции. (Такие объекты иногда называют «коричневыми карликами».) По составу супер-юпитеры должны быть достаточно сильно похожими на звёзды, со значительным преобладанием водорода, большим количеством гелия и «следовыми количествами» всего остального (что, по нашим подсчётам, всё равно может означать довольно большие, хотя очень широко распределённые массы).

Большая масса не обязательно означает объект большего диаметра. Это может привести к более сильному сжатию, так что сам Юпитер может быть близок к максимально возможному диаметру для планеты. Такое сжатие означает, что супер-юпитеры более цепко удерживают свои атмосферы и, следовательно, могут удерживать их (и оставаться супер-юпитерами) даже на орбитах, слишком близких к центральному телу по меркам планет, подобных нашим юпитерам. Это также подразумевает, что они должны очень быстро вращаться и, следовательно, могли бы быть сильно сплющенными вдоль полярной оси, и на их полюсах «эффективная гравитация» была бы значительно сильнее, чем на экваторе.

Хол Клемент описал такой мир, Месклин, в своём романе «Экспедиция «Тяготение»». Сутки на Месклине – то есть, время, необходимое для того, чтобы совершить один оборот вокруг своей оси, – составляют около восемнадцати минут. Стоя на его экваторе, вы чувствовали бы себя примерно втрое тяжелее, чем на Земле, а на полюсе – примерно в семьсот раз. Излишне говорить, что такой мир предъявлял бы совершенно особые требования ко всему, что там жило. Мы пока мало что можем сказать о них, но позже мы обязательно вернёмся к Месклину.

В связи с разговором о супер-юпитерах я упомяну между делом ещё один вариант несколько менее экзотичной жизни. У такой планеты могла бы существовать в качестве спутника более или менее землеподобная планета, и поскольку супер-юпитер может сохранять стабильное положение относительно близко к своей звезде, его луна могла бы быть относительно похожей на Землю и стать пристанищем для жизни. Конечно, она обладала бы кое-какими необычными особенностями. Из-за приливных сил (о которых мы расскажем подробнее чуть позже) она, вероятно, была бы связана синхронным вращением, всегда оставаясь обращённой к супер-юпитеру одной и той же стороной – точно так же, как наша Луна обращена к Земле. Если только орбита спутника не будет слишком наклонена, обитатели «ближней» стороны наблюдали бы то, что мы сочли бы довольно необычными циклами чередования света и темноты, где затмения были бы каждый день, а ночью в небе главенствовала бы огромная яркая «луна». У жителей «дальней» стороны могло бы быть больше «нормальных» дней и ночей, но они изначально даже не подозревали бы о существовании супер-юпитера – ровно до тех пор, пока их первые исследователи, совершившие кругосветное путешествие, не испытали бы немалое удивление!

Юпитеры

Эти планеты, сравнимые по массе и размерам с нашими Юпитером и Сатурном, должны находиться относительно далеко от своего солнца по уже упомянутым причинам.^[7] У более холодной звезды они могут находиться ближе, чем у более горячей. Несколько десятилетий назад от возможности существования жизни в таких мирах обычно отмахивались на том основании, что там было бы слишком холодно. Теперь мы признаём, что дела не обязательно обстоят именно так. Во-первых, эти плотные атмосферы обладают мощным парниковым эффектом, и их более глубокие слои могут быть довольно тёплыми. Во-вторых, мы на самом деле не очень уверены в том, что будет «слишком холодно» для жизни. В любом случае, прежде чем мы сможем что-то сказать о возможности существования жизни на планетах тех или иных типов, нам придётся поподробнее рассмотреть вопрос о том, как устроена жизнь – вначале в тех немногих случаях, о которых мы знаем, и далее во многих, которые мы можем хотя бы смутно представить. Речь об этом пойдёт в следующей главе.

Мини-юпитеры^[8]

Эти планеты типа Урана или Нептуна больше похожи на юпитеры, чем на земли, но с заметными отличиями в составе и связанных с этим характеристиках. Меньшие массы и более высокая плотность у известных нам примеров в сравнении с Юпитером и Сатурном позволяет предполагать, что они потеряли больше своего водорода и гелия и, следовательно, концентрация более тяжёлых элементов в них будет выше.

Почему же они потеряли больше самых лёгких элементов? Поскольку Уран и Нептун находятся дальше от Солнца, чем Юпитер и Сатурн, объяснение в их случае, предположительно, заключается в том, что их масса изначально была меньше, и они не обладали достаточной силой притяжения, чтобы воспрепятствовать утечке лёгких атомов. В других местах аналогичный эффект можно было бы получить при изначально большей массе, но ближе к своей звезде. Повышенная гравитация затрудняла бы утечку лёгких атомов, но больший объём солнечной энергии помог бы им преодолеть более серьёзное препятствие. А если бы вы сделали исходную массу ещё меньше или поместили бы её ближе к центральному телу, то эти изменения зашли бы ещё дальше, и у нас получились бы…

Суперземли

Этот тип похож на Землю несколько больше, чем на Уран или Нептун, но всё же отличается достаточно сильно, чтобы выглядеть весьма экзотично. У планеты с массой, в восемь раз превышающей земную, при равной плотности диаметр был бы вдвое больше, и сила тяжести на поверхности была бы двойная. Без данных, полученных в ходе наблюдений, трудно сказать, насколько плотность таких планет может быть близка к плотности Земли на самом деле. С одной стороны, большая масса может привести к большему сжатию и более высокой плотности. С другой стороны, эта тенденция может быть компенсирована способностью сохранять большую часть исходного запаса лёгких элементов на планете. При прочих равных условиях следствиями более высокой силы тяжести на поверхности могут быть более плотная атмосфера и более сильный парниковый эффект, хотя с увеличением высоты плотность атмосферы и давление будут снижаться быстрее. Находясь слишком близко к своей звезде, такая планета могла бы выглядеть похожей на Венеру; или же она могла бы поддерживать температуру, близкую к приемлемой для нас, на орбите у более холодной звезды.

Земли

Этот класс, в настоящее время более узко определяемый как планеты с массами, достаточно близкими к массе Земли, всё равно может обладать значительным разнообразием – как наглядно демонстрируют два известных нам примера. Венера, масса которой почти равна массе Земли, обладает атмосферой, давление которой на поверхности планеты в несколько сотен раз превышает земное; её температура достаточно высока, чтобы расплавить свинец, а состав был бы чрезвычайно ядовит для нас.

Мини-земли

К числу этих планет относятся такие тела, как Меркурий, Марс и Луна: они заметно меньше Земли, каменистые и обычно практически лишены атмосферы – хотя я говорю об этом осторожнее, чем мог бы сказать несколько лет назад. Как показывает моя подборка примеров, такие тела могут представлять собой либо «самостоятельные» планеты, либо спутники более крупных, и их атмосфера или отсутствие таковой во многом зависит от того, где они находятся. У Меркурия мало атмосферы (если таковая вообще есть) из-за его близости к Солнцу; но некоторые из спутников Юпитера и Сатурна обладают довольно схожими размерами и в настоящее время выглядят одним из самых перспективных мест существования местной жизни в нашей Солнечной системе. (Чтобы узнать подробности, смотрите последние результаты, полученные с космических зондов, отправленных на внешний край Солнечной системы!)

ВВОДНЫЙ КУРС ПО СОЗДАНИЮ МИРОВ

По темам этой главы я мог бы рассказать гораздо больше, но место не позволяет. Любая галактика, звезда или планета – это гораздо более сложная штука, чем я пытаюсь это представить; мне пришлось свести данные воедино и выделить основные моменты, потому что наш главный интерес в этой книге – это инопланетяне, существа, которые могут жить в этих мирах. Насколько глубоко вы вникаете в детали создания миров, зависит как от вашего интереса к таким вещам, так и от характера вашего произведения.

Вполне очевидно, что вам нужно будет получить более подробную информацию о мире, из которого происходят ваши инопланетяне, если действие вашего произведения происходит в том мире, чем если бы ваши инопланетяне просто нанесли людям визит на их собственной территории. В «Грехах отцов» я рассказал об исходном облике родного мира расы Кийра очень мало (хотя я достаточно много знал об истории, которая вела от него к их нынешнему положению). Мы увидели их лишь в тысячах световых лет от того места, из которого они стартовали, и ещё до того, как они ушли, их технология превратила их родной мир в нечто совсем иное. С другой стороны, в «Экспедиции «Тяготение»» или «Детях ветра» Пола Андерсона природа мира и порождённые ею существа занимали в сюжете центральное место. (В десятой главе об этих произведениях рассказывается более подробно.) Хол Клемент нарисовал в воображении экзотический мир, который мог бы существовать, и попытался понять, какого рода жизнь и цивилизация могли бы возникнуть в таком месте. Пол Андерсон представил себе некое существо и попытался выяснить, как оно могло существовать – и какой мир мог бы позволить ему сделать это.

Если вы хотите попробовать что-то из всего этого – создать полностью проработанных существ и мир, который мог бы их породить, или наоборот, – то вы должны ожидать, что создание собственного мира потребует от вас значительных вложений внимания и усилий. Вам потребуется более подробная информация, чем я могу дать вам здесь. С другой стороны, если вы начинаете с общего представления о своем сюжете и вам просто нужны инопланетяне, которые могут сыграть в нем определённую роль, вам может быть нужно лишь общее представление о границах правдоподобия. (Однако я ни разу не встречал такого произведения, которое пострадало бы от того, что его автор слишком хорошо знал общие сведения о нём, если только он знал, когда уже нужно перестать говорить на эту тему. В общем, чем живее вы изобразили место действия и действующих лиц, тем увлекательнее будет ваш рассказ.)

Но не имеет особого значения, в какой части шкалы находятся ваши амбиции – скорее всего, вы захотите обдумать родной мир ваших инопланетян хотя бы в общих чертах. Итак, давайте обсудим основную последовательность шагов, которой, вероятно, будет следовать ваша мысль, а затем я укажу вам несколько дополнительных источников, где вы сможете найти более подробную информацию или конкретные примеры.

Важность вашей звезды

Начинайте со звезды, поскольку она определяет облик всего остального. Как я уже давал понять, вам редко (или вообще никогда) захочется использовать звезду, которая «у всех на слуху» – например, Денеб или Сириус. Обычно такие звёзды – гиганты. Голубые и белые находятся сверху в левом конце главной последовательности, и время, которое они проводят там, вероятно, слишком мало для того, чтобы эволюция породила развитую жизнь, даже если они создадут планеты – и существуют определённые (хотя и противоречивые) свидетельства того, что у них этого обычно не бывает. Красные гиганты находятся либо на короткой стадии формирования, либо в одном из более поздних эпизодов расширения после исчерпания одного из видов ядерного топлива – процесса, который, вероятно, уничтожает все планеты, на которых могла бы существовать жизнь.

С другой стороны, красные карлики, по крайней мере, те, что находятся самой глубине правого нижнего угла, вероятно, светят слишком слабо, чтобы породить жизнь на каких-то планетах, которые у них могут быть. Так что вам, скорее всего, потребуется звезда где-нибудь достаточно далеко справа на главной последовательности – но не слишком далеко. Некоторые авторы подсчитали, что для того, чтобы планета была пригодна для заселения её нами или существами, достаточно схожими с нами, спектральный класс звезды, вероятно, должен находиться между классами F5 и K5. Внутри этого диапазона вы можете начать с того, что возьмёте земные условия и формы жизни, и представите себе, как они могли бы видоизмениться под воздействием несколько иных условий. Менее похожие существа могут эволюционировать в системах менее сходных звёзд, но для их разработки потребуется нечто большее, чем миростроительство начального уровня.

Если использовать «знаменитые» звёзды вы не можете, то что же вам можно использовать? Звёзды, которые мы можем увидеть, уже каким-то образом идентифицированы и занесены в каталог. Одним из самых распространённых методов является использование греческой буквы в порядке уменьшения яркости, за которой следует латинское название созвездия, в котором звезда наблюдается с Земли, в родительном падеже.^[9] (Созвездие – это не скопление звёзд, расположенных близко друг к другу, а просто группа, которая находится почти в одном направлении от Земли. С планеты другой звезды созвездия выглядели бы иначе – чем дальше от Земли, тем больше отличий.) Таким образом, самая яркая звезда в созвездии Центавра – Альфа Центавра, следующая по яркости – Бета Центавра и так далее. В общем, настоящую звезду вам нужно будет использовать только в том случае, если важно, чтобы ваши инопланетяне прибыли откуда-то не слишком издалека – скажем, пара десятков световых лет от Солнца. Если вы решите так поступить, вам придётся обратиться к таблице ближайших звёзд (особенно полезны данные из книг Доула и Кепнера), и убедиться, что характеристики, которые вы описываете, соответствуют тем, которыми на самом деле обладает выбранная вами звезда. Если ваша звезда не обязательно должна быть так близко, обычно бывает лучше придумать одну из возможных и позволить своим персонажам дать ей название.

Большой процент (где-то от трети до половины) «звёзд», которые мы видим, на самом деле представляет собой двойные звёзды или системы из многих звёзд – две звезды или больше вращаются вокруг друг друга (точнее, вокруг их общего центра масс), образовавшись, вероятно, аналогично системам из звёзд и планет. Альфа Центавра, например, на самом деле является тройной звездой, которую для разных целей можно рассматривать как двойную, но никогда – как одиночную вроде Солнца. Альфа Центавра А – это звезда класса G, похожая на Солнце; Альфа Центавра B – звезда меньшего размера (класс K), находящаяся на эксцентрической орбите с периодом обращения около восьмидесяти лет. Компоненты A и B иногда сближаются на расстояние 11,2 а.е. друг от друга, а иногда расходятся на расстояние 35,2 а.е. Компонент C, иногда называемый Проксимой Центавра (потому что в настоящее время он – ближайшая к нам звезда), настолько мал, и вращается вокруг пары A-B на таком большом расстоянии, что обычно вы можете им пренебречь, когда речь идёт об A или B. Но если вы хотите, чтобы ваши инопланетяне прибыли с Альфы Центавра А, вам, несомненно, придётся учитывать те сложности, которые В вносит в такие вопросы, как климат и эволюция.

Безусловно, эти, а также ещё более драматичные сложности типа взаимодействий, которые могут возникнуть, когда компоненты двойного светила сильно сближаются друг с другом, могут послужить хорошим материалом для сюжета. В рассказе Джерри Олтиона и Ли Гудлоу «Контакт» (“Contact”) культурный контакт людей и инопланетян совпадает с астрономическим контактом, который обречёт местную цивилизацию на гибель. Если вы используете двойную звезду, вам придётся ожидать того, что эти осложнения сыграют важную роль в формировании вашего сюжета, и вы должны быть готовыми проработать подробности этого события и их последствия. Если вы не готовы к таким вещам, вам будет лучше позволить планете ваших пришельцев вращаться вокруг одинарной звезды.

Как только у вас появится своя звезда, вы можете начать размещать вокруг неё планеты. То, где вы их разместите, и что вы выбрали на роль солнца, непосредственно определит некоторые основополагающие характеристики вашей планеты. Одним из первых вопросов для рассмотрения будет количество света, достигающего поверхности планеты. На основе диаграммы Г.-Р., а также уравнений и/или диаграмм в дополнительных источниках вы можете определить массу (M) и яркость или светимость (L) вашего солнца.

Вероятно, вам будет удобнее всего измерять эти и другие параметры, выражая их в соответствующих значениях для Солнца и Земли. Например, излучение (или инсоляция, количество энергии за единицу времени), достигающее планеты на расстоянии r, равно

i = L/r².

Для Земли мы принимаем L (для Солнца) равным 1, а r (расстояние от Солнца до Земли) равным 1, и получаем i = 1 – т.е. единица инсоляции означает то количество энергии, которое мы на Земле получаем от Солнца. У планеты в 2 а.е. от Солнца был бы i = ¼; она получала бы всего четверть от той солнечной энергии (в расчёте на площадь), что получает Земля.

Если вы выберете для сюжета звезду класса F6, то обнаружите, что её масса примерно в 1,25 раза больше массы Солнца, а светимость – в 2,2 раза больше. (Для звёзд главной последовательности, в хорошем приближении, L=М^3.5.) Чтобы у вашей планеты была такая же инсоляция, или темп получения солнечного излучения, вам придётся поместить её примерно в 1,5 раза дальше от этого более горячего солнца, чем расстояние от Земли до Солнца. Конечно, она всё равно будет получать не такое излучение, как мы. Поскольку её звезда более горячая, её свет будет более белым, в нём будет больше ультрафиолета, с большей вероятностью будут наблюдаться непредсказуемые вспышки и тому подобное.

Как только вам становятся известными масса солнца вашей системы и расстояние от него до вашей планеты, появляется определённость с периодом обращения планеты (P), или продолжительностью года. Для любой планеты, движущейся по круговой (или почти круговой) орбите вокруг гораздо более массивного солнца,

P² = r³/M.

Опять же, принимая «наши» значения всех параметров за единицы, период обращения для нашей планеты-примера на орбите 1,5 а.е. вокруг звезды F7 массой 1,3 Солнечной равен

года.

Более длительный год окажет влияние на условия на поверхности и природу существ, которые там эволюционируют. Например, если у этой планеты атмосфера и наклон оси аналогичны земным, на ней будут наблюдаться аналогичные сезонные изменения – за исключением того, что все времена года будут длиннее, чем у нас. У зон с умеренным климатом будет больше времени, чтобы прогреться летом и остыть зимой, поэтому всем, кто там живёт, придется адаптироваться к более экстремальным сезонным колебаниям температуры и количества осадков.

Долгота дня и наклон оси

Для предсказания наклона оси и долготы дня таких простых правил не существует, поэтому здесь у вас больше свободы выбора. Существуют лишь некоторые ограничения – например, планета, которая вращается достаточно близко к своему солнцу, будет замедлять собственное вращение из-за приливных сил, так что в конце концов она окажется в захвате в одной из двух форм синхронного вращения. (Приливные силы возникают из-за того, что гравитационное притяжение тех частей планеты или спутника, которые расположены ближе к своему центральному объекту, будет сильнее по сравнению с более удалёнными частями. Ещё они вызывают океанские приливы и делают невозможным движение спутника по орбите слишком близко к центральному телу, потому что приливные силы разорвут его на части.) Поскольку приливный захват планеты с переходом к синхронному вращению требует времени и невозможен в случае удалённой планеты, вы можете экспериментировать с планетами с разной продолжительностью дня. Разумеется, каждый такой вариант окажет влияние на жизнь тех существ, которые там обитают. Например, суточный перепад температур на планете, где сутки длятся целый месяц, будет гораздо больше, чем на планете, где они длятся всего один час.

Наклон оси является основной причиной смены времён года, как показано на рис. 3-5. Поскольку ось вращения всегда наклонена в одном и том же направлении, пока планета делает оборот вокруг своего солнца, в течение части года одно полушарие наклонено в сторону солнцу, а другое – от него, а через полгода положение полушарий меняется на противоположное. В наклоненном к солнцу полушарии наступает «лето» с длинными днями и высокими температурами, а в другом – «зима» с короткими днями и низкими температурами. Разница между летними и зимними условиями достигает своей крайности на полюсах, а наименьшей она будет на экваторе. Этот факт представляет собой важнейшее различие между полярными и тропическими регионами, между которыми лежат умеренные зоны.

Конечно, на сезоны могут влиять и другие факторы. Планета Иштар в романе Пола Андерсона «Время огня» вращается близко к одной звезде, и одновременно вокруг них обеих по очень эксцентричной орбите с периодом около тысячи лет вращается красный гигант. Жизни в том месте приходилось приспосабливаться к длительным периодам экстремальной жары через большие промежутки времени (всякий раз, когда красный гигант оказывается рядом), и каждому, кто серьёзно интересуется созданием миров на передовом уровне и разработкой экзотических инопланетян, следует изучить, как это происходит. В более прозаических ситуациях, когда планета, более или менее похожая на Землю, обращается вокруг одиночной звезды, самое значительное внимание, безусловно, стоит уделить наклону её оси. Даже если орбита не совсем круговая, перемены, являющиеся следствием изменения расстояния до светила, невелики по сравнению с переменами, которые вызывает изменение угла падения солнечного света.