Погляньте на розсипи зірок у чорному нічному небі - всі вони містять дивовижні світи, подібні до нашої Сонячної системи. За найскромнішими підрахунками, галактика Чумацький Шлях містить більше сотні мільярдів планет, частина яких може бути подібна до Землі.
Нову інформацію про «чужі» планети - екзопланети - відкрив космічний телескоп «Кеплер», який досліджує сузір'я в очікуванні моменту, коли далека планета опиниться перед своїм світилом.
Орбітальна обсерваторія була запущена в травні 2009 року саме для пошуку екзопланет, але через чотири роки вийшла з ладу. Після багатьох спроб повернути телескоп до роботи NASA в серпні 2013 року було змушене списати обсерваторію зі свого «космічного флоту». Проте за роки спостережень «Кеплер» отримав стільки унікальних даних, що на їх вивчення потрібно ще кілька років. NASA вже готується до запуску в 2017 році спадкоємця «Кеплера», телескопа TESS.
Суперземлі в поясі Златовласки
Сьогодні астрономи виявили майже 600 нових світів з 3500 кандидатів на звання «екзопланета». Вважається, що серед цих небесних тіл не менше 90% можуть виявитися «істинними планетами», а решта - подвійними зірками, які не доросли до зіркових розмірів «коричневими карликами» і скупченнями великих астероїдів.
Більшість нових кандидатів у планети - це газові гіганти на кшталт Юпітера або Сатурна, а також суперземлі - кам'янисті планети, що за розмірами в кілька разів перевищують нашу.
Природно, що в поле променя зору «Кеплера» та інших телескопів потрапляють далеко не всі планети. Їх кількість оцінюють всього в 1-10%.
Щоб напевно виявити екзопланету, її треба багаторазово зафіксувати на диску своєї зірки. Зрозуміло, що найчастіше вона виявляється розташованою близько до свого сонця, адже тоді її рік буде тривати всього лише кілька земних днів або тижнів, тому астрономи багаторазово зуміють повторити спостереження.
Такі планети у вигляді розпечених газових куль часто виявляються «гарячими Юпітерами», а кожна шоста походить на палаючу суперземлю, покриту морями лави.
Зрозуміло, в подібних умовах білкове життя нашого типу існувати не може, проте серед сотень негостинних тіл є і приємні винятки. Поки виявлено більше сотні планет земного типу, що знаходяться в так званій населеній зоні, або поясі Златовласки.
Цей казковий персонаж керувався принципом «не більше, не менше». Так і біля рідкісних планет, що входять в «зону життя», температура повинна бути в межах існування рідкої води. Притому 24 планети з цього числа мають радіус менше двох радіусів Землі.
Втім, поки лише одна з цих планет володіє головними рисами двійника Землі: знаходиться в зоні Златовласки, близька до земних розмірів і входить в систему жовтого карлика, подібного Сонцю.
У світі червоних карликів
Втім, астробіологи, які наполегливо шукають позаземне життя, не сумують. Більшість зірок нашої галактики складають невеликі прохолодні і тьмяні червоні карлики. Згідно з сучасними даними, червоні карлики, приблизно вдвічі менше і холодніше Сонця, становлять не менше трьох чвертей «зоряного населення» Чумацького Шляху.
Навколо цих «сонячних кузин» обертаються мініатюрні системи розміром з орбіту Меркурія, і там теж є свої пояси Златовласки.
Астрофізики Каліфорнійського університету в Берклі навіть склали спеціальну комп'ютерну програму TERRA, за допомогою якої виявили десяток земних двійників. Всі вони близькі до своїх зон життя у маленьких червоних світил. Все це сильно збільшує шанси на присутність позаземних осередків життя в нашій галактиці.
Раніше вважалося, що червоні карлики, в околицях яких були знайдені схожі на Землю планети, є дуже спокійними зірками, і на їх поверхні рідко відбуваються спалахи, супроводжувані викидами плазми.
Як виявилося насправді, подібні світила ще більш активні, ніж Сонце.
На їх поверхні постійно відбуваються потужні катаклізми, що породжують ураганні пориви «зоряного вітру», здатні подолати навіть потужний магнітний щит Землі.
Однак за близькість до своєї зірки багато двійників Землі можуть заплатити дуже високу ціну. Потоки радіації від частих спалахів на поверхні червоних карликів можуть буквально «злизувати» частину атмосфери планет, роблячи ці світи безлюдними. При цьому небезпека корональних викидів посилюється тим, що ослаблена атмосфера буде погано захищати поверхню від заряджених частинок жорсткого ультрафіолету і рентгена «зоряного вітру».
Крім того, існує небезпека придушення магнітосфер потенційно населених планет найсильнішим магнітним полем червоних карликів.
Пробитий магнітний щит
Астрономи давно підозрювали, що багато червоних карликів володіють потужним магнітним полем, здатним легко пробити магнітний щит, що оточує потенційно населені планети. Щоб довести це, був побудований віртуальний світ, в якому наша планета обертається біля подібного світила по дуже близькій орбіті в «зоні життя».
Виявилося, що дуже часто магнітне поле карлика не тільки сильно деформує магнітосферу Землі, але навіть заганяє її під поверхню планети. За таким сценарієм лише через кілька мільйоноліть у нас не залишилося б ні повітря, ні води, а вся поверхня була б випалена космічною радіацією.
Звідси йдуть два цікавих висновки. Пошук життя в системах червоних карликів може виявитися абсолютно безперспективним, і це є ще одним поясненням «великого мовчання космосу».
Втім, можливо, ми ніяк не можемо виявити позаземний розум тому, що наша планета народилася занадто рано...
Сумна доля першонароджених
Аналізуючи дані, отримані за допомогою телескопів «Кеплер» і «Хаббл», астрономи виявили, що процес утворення зірок у Чумацькому Шляху істотно сповільнився. Це пов'язано зі зростаючим дефіцитом будівельних матеріалів у вигляді пилогазових хмар.
Проте в галактиці залишилося ще багато матеріалу для народження зірок і планетних систем. Тим більше що через кілька мільярдоліть наш зоряний острів зіткнеться з гігантською галактикою Туманність Андромеди, що викличе колосальний сплеск зіроутворення.
На цьому тлі майбутньої галактичної еволюції нещодавно прозвучала сенсаційна новина про те, що чотири мільярдоліття тому, під час виникнення Сонячної системи існувала всього лише десята частина потенційно населених планет.
Враховуючи те, що для народження найпростіших мікроорганізмів на нашій планеті знадобилося кілька сотень мільйонів років, і ще кілька мільярдоліть формувалися розвинені форми життя, велика ймовірність того, що розумні інопланетяни з'являться лише після згасання Сонця.
Можливо, тут і лежить розгадка інтригуючого парадоксу Фермі, який колись сформулював видатний фізик: і де ж ці інопланетяни? Або ж має сенс пошукати відповіді на нашій планеті?
Екстремофіли на Землі і в космосі
Чим більше ми переконуємося в унікальності нашого місця у Всесвіті, тим частіше звучить питання: чи може існувати і розвиватися життя в світах, що повністю відрізняються від нашого?
Відповідь на це питання дає існування на нашій планеті дивовижних організмів - екстремофілів. Свою назву вони отримали за здатність виживати в екстремальних температурах, отруйному середовищі і навіть безповітряному просторі. Морські біологи знайшли подібних істот у підземних гейзерів - «морських курців».
Там вони процвітають при колосальному тиску за відсутності кисню на самому краю розпечених вулканічних жерл. Їхні «колеги» зустрічаються в солоних гірських озерах, розпечених пустелях і підлідних водоймах Антарктиди. Є навіть мікроорганізми «тихоходки», які переносять космічний вакуум. Виходить, що навіть у радіаційному середовищі поблизу червоних карликів можуть виникнути якісь «екстремальні мікроби».
Академічна еволюційна біологія вважає, що життя на Землі зародилося з хімічних реакцій у «теплій дрібній водоймі», що пронизується потоками ультрафіолету і озоном від «блискавичних штормів». З іншого боку, астробіологи знають, що хімічні «цеглинки» основи життя зустрічаються і в інших світах. Наприклад, їх помітили в газопилових туманностях і супутникових системах наших газових гігантів. Це, звичайно, ще далеко не «повноцінне життя», але перший крок до нього.
«Стандартна» теорія походженні життя на Землі нещодавно отримала сильний удар від.... геологів. Виявляється, перші організми набагато старше, ніж вважалося раніше, і сформувалися в абсолютно несприятливому середовищі метанової атмосфери і киплячої магми, що виливається з тисяч вулканів.
Багатьох біологів це змушує задуматися про стару гіпотезу панспермії. За нею перші мікроорганізми зародилася десь в іншому місці, скажімо, на Марсі, і потрапили на Землю в серцевині метеоритів. Можливо, стародавнім бактеріям довелося виконати і більш довгий шлях у кометних ядрах, які прилетіли з інших зоряних систем.
Але якщо це так, то шляхи «космічної еволюції» можуть привести нас до «братів за походженням», які почерпнули «насіння життя» з того ж джерела, що і ми...