Два солнца опаляют пустынную планету Татуин во вселенной Звездных войн . Супермен получает свои силы после того, как покидает алые лучи красного карлика, освещающего Криптон. Научная фантастика часто спрашивает, как жизнь может адаптироваться к другому небу, но эти типичные звезды - не единственный способ сохранить планеты в тепле
Наиболее серьезные астробиологи вполне разумно проводят время, размышляя о том, какие виды жизненных форм могут развиваться на планетах, вращающихся вокруг так называемой «главной последовательности» звезд, которые производят большую часть свечения Млечного Пути. Исследователь НАСА Центр космических полетов имени Годдарда Джереми Шнитман, однако, является астрофизиком, и он провел многие из своих менее серьезных моментов, размышляя о том, как жизнь может развиваться в некоторых из более экзотических регионов Вселенной. Биология, как мы ее знаем, сложна, но в основном сводится к необходимости двух простых предпосылок: источника энергии для поддержания жидкой воды и стабильной окружающей среды.
«Если вы находитесь на планете, которая постоянно разрушается в результате землетрясений и вулканов, - говорит Шнитман, - даже если бы у нее были хорошие пляжи, это было бы неплохо».
Хотя они могут и не похвастаться приятными тропическими путешествиями Земли, здесь есть четыре типа инопланетных систем, которые - с примесью игривого астрофизического мышления - едва ли могли пробиться в жизнь.
Нейтронные звезды
Одним из последних мест во вселенной, в котором мог бы поселиться инопланетный микроб, может быть планета, вращающаяся вокруг нейтронной звезды - мертвая звезда, у которой не было достаточного веса для полного коллапса пространства-времени в черную дыру, но довольно чертовски близко. Астрономы замечают их как пульсары, похожие на маяки, излучающие огромное количество радиации.
«Они просто размахивают электрическими и магнитными полями с огромной скоростью», - говорит Шнитман. «Это довольно неприятные вещи».
Нейтронные звезды определенно содержат планеты (исследователи фактически обнаружили первую известную экзопланету в 1992 году, вращающуюся вокруг пульсирующей нейтронной звезды), но они уничтожили бы большую часть жизни, как мы знаем, с постоянным потоком смертельно ускоряющихся частиц. Энергетические частицы и радиация - это универсальный обоюдоострый меч вселенной, способный доставлять как критическую энергию, так и быстрое разрушение. Даже здесь , на Земле, большинство калорий ввести Пищевую , когда растения и другие организмы потребляют фотосинтезирующими вкусные солнечные лучи, но мы до сих пор идут в большие длины , чтобы увернуться ультрафиолетовых лучей (иначе мы получаем болезненный солнечный ожог).
Исследователи подсчитали, что окружающая среда вокруг нейтронной звезды сильно склоняется в сторону гибели и разрушения радиационного спектра, однако защитные барьеры планеты-первобытного златовласка могли бы скрывать самые выносливые из существ . В частности, жизнь на «супер-Земле», в десять раз превышающей размер нашей планеты, могла бы ее взломать, если бы она имела густую атмосферу горохового супа, чтобы противостоять коррозийному воздействию падающей радиации и защищать поверхность от разрушительного действия космоса, а также сильное магнитное поле, чтобы отразить натиск заряженных частиц.
Живут на грани
По словам Шнитмана, более гостеприимными могут быть некоторые виды черных дыр. Вдохновленный фильмом « Интерстеллар» , он недавно сократил цифры для обитаемой зоны черной дыры и опубликовал свои результаты в еще не просмотренной статье на сервере препринтов arXiv. Его мысленный эксперимент начинается с типа сверхмассивной черной дыры, которая лежит в основе большинства галактик, поскольку более мелкие черные дыры искривляют пространство более резко таким образом, что бы разрушать близлежащие объекты больше, чем баскетбольный мяч.
Шнитман подсчитал, что черные дыры не сияют сами по себе, но их искривление времени может стать альтернативным источником энергии. Часы бегут медленнее, ближе к краю черной дыры (если смотреть издалека), и световые волны, колеблющиеся вверх и вниз, можно рассматривать как крошечные тикающие часы. И наоборот, стрелки отдаленных часов, наблюдаемые из-за черной дыры, просто кружатся вокруг и вокруг, и аналогичным образом любая волна концентрируется и получает энергию намного выше. «Все эти циклы часов или щелчки просто накапливаются, и просто отчасти взрывают вас всех сразу», - говорит Шнитман.
В результате, из-за искажения времени черной дырой фоновые волны и частицы, распространяющиеся по вселенной, становятся достаточно горячими, чтобы нагреть планету. В частности, Шнитман рассчитывает, что для планеты, соприкасающейся у ее края (скажем, в 1% от радиуса черной дыры), черная дыра будет заряжать поступающие легкие нейтринные частицы, которые могут поддерживать ядро планеты достаточно теплым, чтобы микробы могли процветать глубоко метро.
Однако поселенцам из других стран понадобятся передовые технологии, чтобы выжить на поверхности, поскольку тот же механизм перегружает все входящее излучение. На таком расстоянии планета будет вращаться вокруг черной дыры почти со скоростью света, изгибая звездный свет всего неба прямо к наблюдателю. «[Лучи света] будут выглядеть как пули, попадающие вам прямо в лицо», - говорит он. «Все небо будет выглядеть черным, а одна маленькая точка прямо перед вами будет ослепительно яркой».
В таком мире иммигрантам нужно было бы прятаться под алюминиевым щитом на всю планету, чтобы избежать пожара при свете звезд и послесвечения Большого взрыва в микроволновой печи.
Со здорового расстояния
Однако отодвиньте несколько сотен радиусов чёрных дыр, и жизнь станет намного проще. С такого здорового расстояния планеты могут греться в лучах воспламеняющегося газа и пыли, когда они падают в пасть монстра. За исключением черной дыры, висящей на небе там, где должно быть солнце, условия поверхности могут не сильно отличаться от земных. И на таком расстоянии время будет проходить почти с той же скоростью, что и остальная часть вселенной, поэтому звездный свет становится гораздо менее смертоносным.
Кроме того, поскольку сверхмассивные черные дыры образуются только в центре галактик, планеты могут предложить недвижимость для наблюдения за звездами. Шнитман говорит, что близлежащие звезды будут выходить днем, а вечером звездный пейзаж будет сиять так же ярко, как полная луна на Земле. «Ночь будет ослепительной», - говорит он.
Белые карлики
Тем не менее, жизнь будет лучше, если прилипнуть к звездам, которые еще не полностью разрушились, таким как белые карлики - остатки красных гигантов размером с Землю, которые светятся раскаленным от остатков тепла, даже несмотря на то, что синтез, который питал звезды, прекратился.
Хотя они действительно посылают значительное количество враждебного ультрафиолетового излучения, Шнитман говорит, что они «менее пугающие», чем нейтронные звезды, и более надежные, чем черные дыры, которые могут проглотить сгусток газа и превратиться в палящий на планету квазар без особого внимания ,
С энергетической точки зрения любая обитаемая планета должна держаться достаточно близко к своему партнеру белого карлика, вращаясь вокруг нее примерно в 30 раз ближе, чем Меркурий к солнцу. Но даже в таких тесных кварталах чужеродная ДНК будет иметь дело только с примерно на 40 процентов больше ультрафиолетовых лучей, чем ДНК Земли, по оценкам исследователей .
Сложнее всего было бы пережить фазу красного гиганта звезды-хозяина, когда она проносится наружу и барбекю на любой планете на своем пути, прежде чем заключить контракт с белым карликом. Этот сценарий, возможно, на самом деле наиболее актуален для будущего человечества, поскольку через несколько миллиардов лет Солнце претерпит такую же трансформацию, в результате чего Земля станет четкой в этом процессе. С бесконечной технологией будущие жители Земли могли бы попытаться переместить планету за Юпитер и выжидать огненную экспансию Солнца, рассуждает Шнитман. Но, потерпев неудачу в «Радуйся, Мария», мы могли бы найти утешение, зная, что метеориты могут доставлять воду и другие ингредиенты всему, что осталось после того, как солнце сядет на белого карлика. Весь биологический цикл может начаться снова.