Одержимость поиском второй Земли

Поначалу поиск планет за пределами Солнечной системы вдохновлялся и направлялся стремлением обнаружить копию Земли — планету в точности такую, как наша. Однако охота за двойником Земли, будь то в нашей Галактике или во всей Вселенной, не только антинаучна, но даже не особенно интересна. Мысль, будто Земля является единственной или самой перспективной моделью обитаемой планеты, рождена невежеством, ограниченностью и антропоморфизмом, считающим нас самих и наш мир центром мироздания, как это было принято до Галилея. В Земле нет ничего особенного. Данные о твердых планетах, известных на сегодняшний день, заставляют нас изменить точку зрения.

Спутник НАСА «Кеплер» был запущен больше 20 лет назад для поиска аналогов Земли рядом с солнцеподобными звездами. Статистический анализ данных «Кеплера» показал, что размер Земли не имеет решающего значения, что это скорее случайность в многообразии размеров твердых планет. Я имею в виду, что планеты в два раза больше или вполовину меньше Земли в принципе тоже могут быть обитаемыми. Что же касается Солнца, то теперь мы знаем, что это весьма средняя звезда, не слишком большая и не слишком маленькая, находящаяся на середине своего жизненного цикла. Могла ли возникнуть жизнь на планете возле звезды меньше и холоднее или больше и горячее Солнца? Почему бы и нет? Даже отбросив крайности — слишком массивные и нестабильные или слишком активные звезды, — мы все равно получим множество возможных вариантов.

Что еще можно измерить в ходе поиска обитаемых миров? Например, температуру. Если мы считаем, что жизнь обязательно имеет углеродную основу и химические связи, аналогичные тем, что сформировались у земной жизни, то температура на планете не должна слишком отличаться от земной. Это, казалось бы, противоречит моему призыву расширить пределы допустимого, но жизнь на Земле действительно имеет в своей основе самые распространенные элементы во Вселенной: водород, углерод, азот, кислород. Кроме того, в областях формирования звезд или планет, а также комет были обнаружены многочисленные сложные органические молекулы, в том числе аминокислоты, строительные блоки белков и предшественники нуклеотидов, компонентов ДНК и РНК — нашего генетического материала. Мы, безусловно, «сделаны» не из уникальных или редких компонентов. Именно потому, что составляющие жизни, какой мы ее знаем, повсеместно распространены во Вселенной, представляется логичным взять углеродную основу жизни за рабочую гипотезу. В таком случае температура на обитаемой планете не может быть какой угодно. Слишком высокая непоправимо разрушила бы структуру органических молекул, а слишком низкая замедляла реакции настолько, что жизни в принципе было бы трудно зародиться.

Земная жизнь также крайне зависима от воды как химического растворителя. Давно ведутся споры о том, могут ли выполнять химические функции воды другие растворители, например аммиак, но все эти построения пока остаются гипотетическими. Если мы хотим придерживаться строгого научного подхода, то не можем исключить жидкую воду из списка необходимых для жизни ингредиентов. В конце концов, мы знаем, что это принципиальное требование большинства сложных органических молекул. Следовательно, условие наличия воды в жидком состоянии ограничивает интервал температур и давлений на пригодных для обитания планетах.

Теперь, выйдя в поисках жизни за пределы Солнечной системы, мы переключили внимание на столь отдаленные миры, что анализ атмосферы, возможно, является единственным доступным нам способом установить, обитаемы ли они. Что именно является биомаркером и как объяснить неравновесное состояние атмосферы — основополагающие вопросы в этом поиске. И хотя этого нельзя гарантировать, однажды мы можем наткнуться на планету, атмосфера которой со временем меняется и имеет высокое содержание водяного пара и кислорода…

На момент написания этой книги каталог пригодных для обитания экзопланет (http://phl.upr.edu/proiects/habitable-exoplanets-catalog) содержит около 33 кандидатов — твердых планет с температурным интервалом, необходимым для присутствия воды в жидком состоянии.