Может ли планета Айзека Азимова, где почти никогда нет ночи, действительно существовать?

Действие классического научно-фантастического рассказа «Приход ночи» (Сумерки) происходит на планете, где ночь наступает только один раз в 2049 лет. По предположению ученых, может существовать планета, на которой никогда не наступит ночь, при условии, что она будет освещена со всех сторон кольцом звезд, вращающихся вокруг черной дыры.

В рассказе «Приход ночи» (адаптирован в роман в 1990 году) Айзек Азимов вообразил потенциальные последствия наступления ночи на планете Калгаш (или Лагаш), где день был постоянным, за исключением наступления одной ночи раз в два тысячелетия.

В рассказе планета вращается вокруг звезды-желтого карлика, похожей на Солнце, в то время как поблизости существуют еще пять других звезд, и вся система находится внутри плотного скопления множества звезд, такого как одно из около 150 известных шаровых скоплений, вращающихся вокруг галактики Млечный Путь.

Вдохновением для рассказа послужил разговор Азимова с Джоном Кэмпбеллом, редактором журнала «Изумительная научная фантастика», относительно цитаты поэта Ральфа Эмерсона: «Если бы звезды появлялись на одну ночь раз в тысячу лет, как бы люди верили, обожали и сохраняли для многих поколений воспоминание о граде Божьем!».

Согласно автобиографии Азимова, сам Кэмпбелл придерживался противоположного мнения: «Я думаю, что люди сошли бы с ума».

Шон Рэймонд, астрофизик из обсерватории Бордо во Франции, рассчитал поведение планеты Калгаш, как описано в «Приходе ночи», и обнаружил, что самый длинный отрезок дня длился бы там всего два месяца, а не 2049 лет.

Тем не менее, он говорит, что Азимов остается одним из его героев, поэтому Рэймонд решил выяснить, возможно ли в принципе существование планеты с постоянным дневным светом.

«Мое исследование основано на понимании того, как формируются и развиваются планетные системы — я запускаю симуляции, чтобы попытаться понять происхождение солнечной системы, а также то, какие процессы формируют внесолнечные планетные системы», — говорит Шон Рэймонд.

В любой момент времени одна планета, вращающаяся вокруг одной звезды, может иметь освещенной более половины своей поверхности. Например, когда дело доходит до Земли, освещена не только сторона, обращенная непосредственно к Солнцу, но и сумерки могут поддерживать яркость неба до тех пор, пока Солнце не окажется примерно на 12 градусов ниже горизонта.

Затем Рэймонд попытался осветить сторону планеты, обращенную в сторону от ее центральной звезды. Для этого требуется хотя бы одно кольцо из звезд.

Он подсчитал, что кольцо солнцеподобных звезд может быть стабильным, если в кольце есть по крайней мере семь звезд, все они имеют одинаковую массу, все они равномерно распределены по одной и той же орбите и вращаются вокруг чего-то гораздо более массивного… в случае кольца из семи звезд, подобных Солнцу, это черная дыра по меньшей мере в 1000 раз тяжелее Солнца.

Одна версия Калгаша, которую смоделировал Рэймонд, получившая название Калгаш 2, имела черную дыру в несколько тысяч раз больше массы Солнца с восемью солнцеподобными звездами в кольце вокруг нее шириной 40 астрономических единиц (а.е. это расстояние от Земли до Солнца, около 150 миллионов километров).

На полпути между этим кольцом и черной дырой находится красный карлик, масса которого составляет половину массы Солнца, вокруг которого на расстоянии всего 0,2 а.е. вращается планета, похожая на Землю.

Планета заблокирована приливом, то есть одна сторона постоянно обращена к своей звезде, а другая сторона постоянно освещена кольцом солнцеподобных звезд.

Другой сценарий, получивший название Калгаш 3, представлял собой кольцо из дюжины солнцеподобных звезд шириной 40 астрономических единиц, вращающихся вокруг черной дыры массой в несколько тысяч солнечных масс.

Планета, похожая на Землю, вращающаяся вокруг одной из этих 12 звезд, также может иметь постоянный дневной свет.

Сценарий Калгаш 4 представляет планету, похожую на Землю, которая вращается вокруг черной дыры между двумя кольцами солнцеподобных звезд, с внутренним кольцом из восьми солнцеподобных звезд шириной 2 а.е. и внешним кольцом из восьми солнцеподобных звезд размером 20 а.е.

Последний сценарий, Калгаш 5, также моделировал планету, похожую на Землю, которая вращается вокруг черной дыры между двумя кольцами звезд, за исключением того, что в этой версии внешнее кольцо имело ширину 40 а.е. и состояло из восьми ярко-голубых звезд, что придавало небу планеты градиент цвета в течение дня.

Однако в большинстве этих вариаций было сложно представить, как тьма может наступать лишь изредка. В случае нескольких колец звезд вообще трудно понять, как когда-либо может наступить ночь, в то время как в случае одного кольца звезд наличие у планеты большой луны сделало бы возможным наступление тьмы, но достаточно часто, а не очень редко.

По словам ученого, одна из возможностей, ведущих к очень редкой тьме, связана с наличием у планеты Калгаш 2 двух больших естественных спутников. Каждая луна иногда затмевала бы одну из звезд во внешнем кольце, но очень редко обе луны одновременно бы затмевали две ближайшие внешние звезды.

В целом, Шон Рэймонд считает, что такие упражнения, как написание статей о научной фантастике, «делают меня лучше в науке».

«Разрешая себе «идти туда» — выдвигая идеи, которые в конечном итоге довольно далеки от реальности, — в конечном итоге становится сильной стороной. Многим исследователям трудно позволить своему уму слишком далеко отклоняться в сторону другого, в то, что кажется нелепым, но именно отсюда часто берутся семена новых, не нелепых идей».

Дополнение. Сеттинг и роман

По Азимову в системе Лагаша есть шесть звезд, названных Альфа, Бета и т. д. в оригинальном рассказе, тогда как в романе у каждой есть собственное имя.

В романе Онос — главное солнце Лагаша, расположенное на расстоянии 10 световых минут , что соответствует расстоянию от Земли до Солнца. Остальные пять звезд по сравнению с ними второстепенные, но дают достаточно света, чтобы жители Лагаша не могли почуствовать «ночь». Единственное другое указанное расстояние состоит в том, что Тано и Сита образуют двойную звездную систему, которая примерно в 11 раз дальше, чем Онос.

• Онос – желтый карлик – похож на Солнце.
• Довим – красный карлик
• Трей и Патру — звезды главной последовательности класса A или F , описываемые как «белые» — двойная звездная система.
• Тано и Сита — звезды главной последовательности класса A, B или O, описываемые как «синие» — двойная звездная система.

Судя по тексту, Онос, самая яркая и крупная звезда на небе Лагаша, — это звезда, вокруг которой вращается Лагаш. Она, в свою очередь, вращается вокруг двойной системы Трей и Патру, другой двойной системы Тано и Ситы и красного карлика Довима. Помимо этих звезд, единственным упомянутым небесным объектом является луна Лагаша, которую ученые Лагаша назвали Лагаш Два. Лагаш-2 движется по эксцентричной орбите вокруг Лагаша и каждые 2049 лет затмевает Довима, в период, когда из одной части Лагаша Довим является единственной звездой, которая может быть видна.

Предыдущая версия этой статьи была опубликована в апреле 2022 года.