В завершение полного открытий двадцатого века в мире науки произошло ещё одно событие: два астронома Мишель Майор и Дидье Кило объявили о обнаружении первой экзопланеты, обращающейся около солнцеподобной звезды – 51 Пегаса b. Несмотря на то, что и раньше люди догадывались о существовании планет в других системах, данное открытие стало первым шагом в новейшей области исследований и одной из центральных задач современной астрофизики.
Человеку не хочется быть одному во вселенной, и, что вполне естественно, стали возникать вопросы о существовании жизни на других планетах. Между тем, возникать они стали раньше, чем появилось новое слово «экзопланета» - и речь сейчас не только о фантастике Герберта Уэллса, но и о научных теориях, связанных с этим.
Что мы подразумеваем под внеземной жизнью?
Благодаря общим усилиям литературы и кино, первая ассоциация, которая возникает у большинства людей при словах «жизнь на других планетах», это некая внеземная прямоходящая раса с космолётами, небоскрёбами и высокой культурой. Тем не менее следует запомнить, что наша цивилизация – большая редкость даже по меркам Земли, и не исключено, что она – уникальна.
Парадокс Ферми утверждает, что если бы во вселенной находились высокоразвитые формы жизни, то они должны были бы оставить достаточное количество следов за долгую историю своего развития, которые, тем не менее, земные наблюдения зафиксировать не могут. Такими «следами» являлись бы радиосигналы, инопланетные зонды или космические корабли. Тогда получается, что, либо в доступной нам вселенной жизни не существует, либо наши наблюдения и понимание природы ошибочны. То есть, высокоразвитой жизни либо нет, либо мы просто не можем её обнаружить ввиду своего уровня научно-технического прогресса.
Как ответ на парадокс Ферми в 1960 году американский астрофизик Френсис Дрейк сформулировал выражение, известное сейчас как уравнение Дрейка. По современным расчётам из него следует, что вероятность встретить цивилизацию, готовую вступить с нима в контакт, составляет 0,6%, что само по себе является крайне маловероятным событием (хотя и полностью его отрицать нельзя).
Итак, мы уже поняли, что просто жизнь – не то же самое, что разумная жизнь. Более того, оказывается, что не всякая жизнь является многоклеточной; то есть, разброс форм жизни идёт от наименьших бактерий до гигантских млекопитающих.
Как учёные ищут жизнь на других планетах?
Как не трудно догадаться, учёные не могут находить на экзопланетах жизнь, но они могут находить планеты с условиями, необходимые для жизни в нашем понимании – то есть схожими земными. Эти условия характерны так называемой зоне обитаемости.
У зоны обитаемости есть свои границы, и они обозначаются пределами замерзания и кипения воды, которые зависят от интенсивности излучения, которое попадает на планету. Если планета будет расположена слишком близко к своей звезде, вода начнёт испаряться; если же наоборот, дальше, то ввиду малого количества тепла температура может опуститься ниже точки замерзания воды. А жидкая вода является важным фактором определения зоны обитаемости, так как без неё невозможно протекание большинства биохимических реакций, необходимых для возникновения жизни.
Тем не менее, нельзя забывать, что зона обитаемости не является синонимом к благоприятным условиям для жизни. Вторая характеристика зависит не от местоположения планеты в системе в целом, а от ситуации на поверхности: химического состава атмосферы, тектонической активности и прочих характеристик.
Интересно заметить, что в нашей солнечной системе центр зоны обитаемости не совпадает с местонахождением Земли. По разным оценкам он находится на расстоянии от 0,98 до 1,97 астрономических единиц, тогда как наша планета расположена приблизительно в одной астрономической единице от Солнца.
Ключевым недостатком теории зоны обитаемости является то, что мы рассматриваем лишь те условия, которые пригодны для земной формы жизни – углеродной. То есть, мы изначально предполагаем, что организмы, населяющие в том или ином виде планету, аналогичны с земными. Но у этого есть и свои плюсы при исследовании экзопланет. Если мы рассматриваем планеты у других звёзд как будущие убежища или же просто новые границы человеческой цивилизации, зона обитаемости как раз подходит под необходимые для нас – людей – условия.
Потенциальных планет с жизнью (или, точнее сказать, пригодных для земной жизни) относительно немного. Большинство экзопланет, открытых на сегодняшний день – газовые гиганты. Однако есть и список кандидатов в такие «населенные» планеты, составленный учёными Лаборатории обитаемых планет в Аресибо. Среди 60-ти потенциально обитаемых планет большая часть – 36 – относятся к классу суперземель, то есть большая часть таких объектов имеет массы порядка 5 – 10 масс Земли и размеры 1,5 – 2,5 радиусов Земли.
Также существует довольно спорное на сегодняшний день понятие галактической зоны обитаемости: оно опирается на гипотезу, что местоположение планетной системы внутри галактики должно оказывать влияние на возможность развития жизни. Однако недавние исследования показывают, что звёзды, подобные Солнцу (то есть таковые, около которых уже экспериментально – на нас с вами – доказано, что существует жизнь) способны мигрировать по галактике на большие дистанции. Это наблюдение противоречит теории галактической зоны обитаемости и суть подобной теории теряется.
Итак, в завершение, можем сказать, что миры у других звёзд разнообразны и многочисленны, однако встретить там разумную жизнь, как часто её встречали в научно-фантастических фильмах, мы можем с исключительно малой долей вероятности. Тем не менее, поиски потенциально обитаемых планет дают нам возможность найти себе новый дом, когда не станет Земли.
Автор: Анастасия Нагурная. Редакция: Фёдор Карасенко.
Ставьте палец вверх, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мои каналы в телеграме и на youtube. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon.