Охота за экзопланетами, похожими на Землю, стала главной страстью современной астрономии. Исследователям уже удалось обнаружить тысячи таких планет, что доказывает: наша галактика ими буквально переполнена. Предлагаем ознакомиться с обзором, посвященным поискам «двойников» Земли.
Недавно была найдена предполагаемая «земная копия», вращающаяся вокруг звезды на расстоянии 1400 световых лет. Но если углубиться в вопрос, становится очевидно: истинная привлекательность поиска подобных планет кроется в скрытом желании найти внеземную жизнь.
Еще одна Земля
Все знают, что есть только одна планета с Эйфелевой башней и бургерами. Почему же фраза «еще одна Земля» звучит так многообещающе?
Общество обожает концепцию «планет земного типа», и надежда на встречу с инопланетянами — главный двигатель этого интереса. Точно так же столетие назад главной сенсацией были «каналы на Марсе».
Если говорить о реальных крупных достижениях в поиске «двойников» Земли, то можно выделить два ключевых:
- Первая экзопланета была найдена на орбите звезды в созвездии Пегаса два десятилетия назад.
- Открытие тысяч других планет всех видов позволило понять, что в нашей галактике существует не менее 20 миллиардов планет земного размера, находящихся в благоприятных зонах.
Это и есть главные выводы.
Следующей действительно важной новостью стало бы обнаружение радиосигналов, свидетельствующих о наличии разума, или свободного кислорода в атмосфере планеты, что указывало бы на присутствие растительности. Все остальное имеет второстепенное значение. Наличие подходящего размера и комфортной орбиты недостаточно, чтобы делать выводы о жизни.
Что касается жизни, возможно, нам не придется лететь слишком далеко. Возможно, стоит ускорить подготовку миссии к спутникам Юпитера. По крайней мере, на двух из них есть теплые, пригодные для жизни соленые океаны.
Планеты земного типа
В текущем поиске экзопланет — тел, вращающихся вокруг других звезд, — некоторые исследователи считают планету «подобной Земле», если она находится на таком расстоянии от своей звезды, которое позволяет существовать жидкой воде на поверхности. В конце концов, жизнь на нашей планете зародилась в океанах, поэтому наличие воды имеет колоссальное значение.
Однако, когда звучит этот термин, следует помнить: некоторые астрономы называют планету «подобной Земле», если она просто близка к нам по размеру. Либо она небольшая и обладает умеренной температурой, как Марс.
Первый вывод заключается в том, что необходимо собрать гораздо больше информации, прежде чем предаваться излишнему оптимизму.
Что насчет Кеплера 452b?
На самом деле, эта экзопланета, названная Kepler 452b, имеет массу в пять раз больше земной, диаметр на 50% больше и гравитацию, превышающую нашу вдвое. Это совсем не «двойник» Земли. Неизвестно даже, есть ли там скалистая поверхность или это газовый гигант, похожий на Нептун. Вероятно, эта планета не заслуживала того внимания, которое получила в прессе.
Художественное сравнение Земли с новой планетой (Кеплер 452b). Источник: NASA
Сколько существует планет, подобных Земле?
С 1990-х годов, когда начались поиски, стало известно о существовании миллионов планет с массой Земли в «зонах обитаемости» нашей галактики. Однако тогда технологии позволяли обнаруживать лишь массивные объекты, вращающиеся вокруг звезд с малой массой: мы могли заметить планету, только если она достаточно сильно заставляла свою звезду колебаться.
Тогда было найдено много таких гигантов, и ученые применили простую логику. Природа всегда создает больше мелких объектов, чем крупных. Больше мальков, чем китов. Больше вирусов, чем профессиональных атлетов. Следовательно, если найдено 500 планет размером с Юпитер, значит, существуют и тысячи невидимых нам «земель», и, вероятно, пятая часть из них находится на комфортном расстоянии от своей звезды.
Более новые технологии вскоре позволили находить тела меньшего размера, и планеты с массой Земли стали появляться в каталогах повсеместно. Мы уже классифицировали более тысячи.
Теперь, когда обнаружено 5616 подтвержденных экзопланет вокруг других звезд, необходимо найти ту, которая достаточно похожа на Землю, чтобы поддерживать жизнь. И наконец, с помощью телескопа имени Джеймса Уэбба появилась реальная возможность этого достичь.
Но учитывая все возможные ложные цели, на что стоит обратить внимание? Мы подошли к практической сути вопроса: как распознать по-настоящему пригодный для жизни мир?
Что делает экзопланету обитаемой?
Планета не должна быть слишком горячей или слишком холодной. Но не стоит зацикливаться на том, совпадает ли она по размеру с Землей.
Главная цель — обнаружить воздух вокруг этой планеты, содержащий специфическое вещество. Жизнь всегда меняет окружающую среду. Существуют молекулы, которые просто не могли бы возникнуть сами по себе, если бы жизнь не участвовала в этом процессе.
Здесь, на Земле, и, вероятно, везде, основным таким веществом является кислород. Это элемент, который активно вступает в реакции почти со всем вокруг. Поэтому почти весь кремний на поверхности нашей планеты превратился в диоксид кремния (силикаты), покрывающий пустыни. Углерод в основном проявляется как углекислый газ. Поскольку десятки элементов жадно поглощают свободный кислород, возникает вопрос: как его осталось так много, что он составляет 21% нашего воздуха?
Единственное объяснение заключается в том, что нечто постоянно его пополняет. Некий процесс создает и выбрасывает кислород. Это «нечто» — огромное сообщество земных растений и деревьев, а также океанический планктон, которые поглощают углекислый газ, используют углерод для создания своих тканей, а кислород беспрерывно выпускают в атмосферу.
Если в атмосфере экзопланеты будет обнаружен кислород, можно с высокой долей вероятности утверждать, что там есть жизнь, по крайней мере растительная. Другие молекулы, такие как метан или водяной пар, также были бы хорошим знаком. Но кислород возглавил бы список приоритетов.
Существует ли другая планета, подобная Земле?
«Другая Земля» не может находиться поблизости. Это стало понятно еще столетие назад. Изучение нашей Солнечной системы показывает, что поблизости нет ни одного небесного тела с поверхностью, на которой можно было бы дышать.
Большинство людей полагают, что жизнь будет найдена на поверхности планеты с массой Земли, потому что именно так живем мы, и наше воображение ограничено. Но сейчас наиболее вероятным местом для обнаружения жизни считается спутник Юпитера Европа, просто потому что это ближайший к нам объект с подледными океанами. В его морях даже есть теплая соленая вода. Тем не менее Европа не находится в «зоне обитаемости» нашей Солнечной системы. Таким образом, наши давние представления кажутся излишне ограниченными.
Многое зависит от того, насколько часто встречается жизнь.
Хромосомы и ДНК настолько сложны, а процесс сборки аминокислот в белки настолько запутан, что стандартное предположение о случайном возникновении жизни может показаться столь же нелепым, как аргумент физика Фреда Хойла, который в 1982 году сравнил это со случайной сборкой реактивного самолета ураганом, пронесшимся по свалке.
С другой стороны, теория панспермии предполагает, что микробиологическая жизнь может перемещаться по Вселенной, скрываясь в трещинах метеоритов, и «засевать» бесчисленные молодые планеты, размножаясь там, где условия благоприятны. В таком случае жизнь может быть весьма распространенным явлением.
Суть в интересном противоречии: большинство обывателей находят поиск планет земного типа захватывающим, в то время как некоторые астрофизики отмечают: «Только в нашей галактике миллионы планет имеют такую же массу и температуру. Если кто-то хочет искать их и составлять списки — пожалуйста». Это обоснованная наука.
Но давайте заглянем вперед и сделаем то, о чем, как ни странно, никто особо не задумывается: предвосхитим следующий шаг.
Что дальше?
После обнаружения атмосферных признаков жизни возникнет серьезная проблема. Проще говоря, получить какую-либо дополнительную информацию будет невозможно. С помощью самых мощных телескопов в космосе или на Земле даже самое четкое изображение экзопланеты будет представлять собой всего лишь один пиксель — точку.
Никакой инструмент будущего не позволит узнать, какую форму приняла там жизнь. Только растения? Смесь, как здесь? Есть ли там разумные существа? Потребуется космический зонд, который долетит до туда, выйдет на орбиту или совершит посадку, чтобы отправить изображения и данные.
Увы, даже до относительно близкой экзопланеты придется лететь тысячи лет. До тех пор мы будем знать, что жизнь есть, но все остальное останется предметом спекуляций. Будет ли это радостным открытием? Или невыносимо мучительным?
Именно поэтому обнаружение следов жизни, которое почти наверняка произойдет при нашей жизни, предсказуемо приведет к тысячелетиям томительной неопределенности. Возможно, автор статьи — единственный, кто несколько опасается этого первого объявления и кому стоило бы обратиться к психотерапевту.
* — деятельность компании запрещена на территории РФ.
