Жизнь в границах
Сегодня обнаружены сотни самых диковинных экзопланет, от покрытых расплавленной лавой до ледяных шаров. Но главная цель всех этих поисков — «маленькая голубая точка», планета, максимально похожая на нашу, как считается, почти идеально, по всем пунктам приспособленную для развития жизни.
Пунктов этих немало, возможно, не все из них нам известны. Но первым из них, пожалуй, можно назвать наличие жидкой воды. Сама по себе вода на далеких планетах — не редкость, но чтобы она не смерзалась в лед и не улетучивалась паром, температура на поверхности планеты должна постоянно находиться в определенных пределах. А для этого планета должна оставаться на определенном расстоянии от подогревающей ее звезды, не слишком далеко и не слишком близко. Область, очерченную этими границами, так и называют — «обитаемой зоной», и у каждой звезды она своя, в зависимости от ее типа, размеров и активности.
Не так давно американские планетологи Стивен Кейн (Stephen Kane) и Дон Гелино (Dawn Gelino) представили интересный проект Habitable Zone Gallery («Галерея обитаемых зон»), который позволяет интерактивно рассчитать их размеры и положение для всех открытых на сегодня экзопланетных систем, и показывает положение планет относительно нее.
Для стабильного климата необходимо, чтобы планета оставалась в пределах обитаемой зоны своей звезды на всем протяжении своей орбиты. А поскольку обитаемая зона имеет сферическую форму, то и орбита подходящей для жизни экзопланеты должна быть, как у нашей Земли, почти строго круговой. Однако такой ровной дорожкой могут похвастаться далеко не любая из них. Известно немало экзопланет, двигающихся по сильно вытянутым эллиптическим орбитам. Если даже они и попадают в какой-то ее части в обитаемую зону, в остальных остаются вне ее. Это может быть мир, в котором краткие периоды раскаленного лета, разделяют долгие, ужасающе ледяные зимы. Возможна ли жизнь в таком климате?
Конечно, от нашей уютной планеты эти условия резко отличаются. Однако Стивен Кейн замечает: «Сегодня на Земле обнаружены микроорганизмы, способные переносить все виды экстремальных условий. Некоторые из них могут практически останавливать метаболизм, чтобы пережить долгую холодную зиму. Другие переносят экстремальную жару, укрываясь под защитным слоем камней или в воде. Эксперименты, поставленные со спорами, бактериями и лишайниками, продемонстрировали, что они переживают и самые экстремальные обстоятельства на Земле, и даже космические путешествия».
В своей новой работе Кейн вместе с Доном Гелино пришли к выводу о том, что размеры обитаемой зоны до сих пор сильно недооценивались (к сходным результатам пришли, кстати, и их коллеги — читайте: «Расширенная зона»). Во всяком случае, если учитывать возможности организмов-экстремофилов, то планеты, никак не подходящие для нас с вами, в принципе могут нести какие-то формы жизни. «Жизнь на Земле зародилась на ранних стадиях формирования планеты, в условиях, когда она была намного менее гостеприимным местом, нежели сегодня,» — говорит Кейн.
Множество обитаемых миров, к тому же, вообще могут не быть планетами — а, например, крупными спутниками у планет-гигантов. Такая возможность не исключается и для лун великанов Солнечной системы, например, Европы у Юпитера или Энцелада у Сатурна. Влияние планеты в этом случае дополнительно «расширяет» пределы доступной для жизни области.
Авторы замечают, что крупнейший спутник Сатурна Титан обладает очень плотной атмосферой. И если бы Сатурн хотя бы время от времени попадал в обитаемую зону, он вполне мог бы сохранять достаточно высокую температуру.
Возвращаясь к началу нашей заметки, стоит сказать, что пока что об обитаемости экзопланет судить непросто. Список необходимых для жизни пунктов слишком длинен и неоднозначен, а данные о далеких планетах пока крайне скудны. За редкими исключениями, мы ничего не знаем об их атмосферах — а ведь именно атмосфера за счет парникового эффекта способна обеспечить планете дополнительный подогрев в тех ситуациях, когда непосредственного нагрева от излучения звезды недостаточно. Тем более сложно судить о спутниках планет, наблюдения которых пока что вообще остаются за границами наших возможностей.
Однако Кейн и Гелино уверены, что жизнь в самых разных формах присутствует во множестве миров даже в пределах нашей галактики. И не только на планетах земного типа, а — везде, куда только способна дотянуться ее благословенная рука.
По сообщению JPL