Где искать жизнь?

Чтобы жизнь могла возникнуть и развиваться, необходимы определенные факторы: вода, энергия, питание и защита от таких угроз, как слишком сильное солнечное или космическое излучение. Предположительно, земная жизнь зародилась, когда условия на нашей планете стали достаточно стабильными, чтобы поддерживать ее существование. Как уже было сказано, самые древние косвенные свидетельства наличия жизни имеют возраст 4,1 млрд лет, причем тогда все еще продолжалась регулярная бомбардировка Земли тяжелыми астероидами, метеоритами и кометами, которые нарушали целостность грунта на значительную глубину и оказывали огромное влияние на планетарный климат. Считается, что в этот период формировались первые океаны (4,2-3,8 млрд лет назад, по разным моделям). Благодаря большой глубине океаны представляли собой долговременно стабильную и защищенную среду, где биохимические процессы могли протекать вблизи гидротермальных источников.

Гидротермальные источники на океанском дне — это места с экстремальными условиями существования, и развивающаяся там жизнь должна была выдерживать громадное давление. Мы называем организмы, умеющие жить в сложных условиях, экстремофильными. Если там выжили древнейшие организмы, фактически давшие начало всей жизни на Земле, их стоило бы отыскать, поскольку вода, энергия, питательные вещества и защита присутствуют (одновременно) на некоторых планетах и спутниках Солнечной системы, хотя и представляющих собой несравненно менее благоприятные для жизни места, чем Земля. Наше поколение лишь начинает постигать, как невероятно разнообразны потенциальные условия обитания в Солнечной системе, но мы быстро идем вперед. За каких-то полвека общепринятые представления об обращающихся вокруг Солнца планетах и их спутниках совершенно преобразились. Вместо ледяных и мертвых небесных тел мы увидели в них интригующие миры с многообещающими возможностями, превращающими жизнь из исключения в правило.

В то же время космические и наземные телескопы позволяют нам бросить взгляд на невероятно разнообразные объекты дальнего космоса. Множество экзопланет — планет вне Солнечной системы — могут отвечать условиям пригодности для обитания. В 1992 г. была открыта первая экзопланета типа горячего Юпитера, вращающаяся вокруг пульсара PSR 1257 примерно в 2300 св. годах от Солнца. Три года спустя впервые подтвердилось наличие планеты (51 Пегаса Ь) на орбите звезды основной последовательности. С тех пор идентифицированы тысячи кандидатов на звание экзопланет. Многие слишком близки к звезде и постоянно находятся в расплавленном состоянии. Велико число газовых гигантов, превышающих размерами Юпитер и Нептун, а также скованных вечным холодом ледяных планет. Но среди тысяч предполагаемых и подтвержденных экзопланет имеется несколько десятков размером с Землю и более крупных «суперземель», расположенных в обитаемой зоне материнской звезды. Они особенно интересуют ученых. В настоящее время самыми главными претендентами на звание потенциально обитаемых считаются Кеплер-186f — экзопланета земных размеров на орбите красного карлика почти в 500 св. годах от нас, вероятный водный мир Кеплер-62f" в тысяче с лишним световых годах и каменистая «земля» Кеплер-442b еще немного дальше. Ближе к нам — в 42 св. годах — находится открытая в 2009 г. «суперземля» Глизе 1214b, возможно имеющая океан. Недавно список пополнила «суперземля» созвездия Волка 1061c в обитаемой зоне красного карлика всего в 13,8 св. года от нас. На данный момент это самая близкая к Земле потенциально обитаемая планета.

Потенциал обитаемости экзопланет оценивается с учетом ряда факторов, в числе которых расстояние от центра обитаемой зоны планетарной системы — зоны Златовласки, соответствие некоторым параметрам Земли, пригодность для вегетации, вероятность наличия подходящей для жизни атмосферы, определенные температура и масса, причем от температуры зависит в том числе, какие формы жизни могли бы там существовать. Очевидно, все эти параметры рассчитаны для жизни, «какой мы ее знаем», хотя во Вселенной возможны самые разные типы биохимии. Наши критерии, вероятно, не учитывают многие факторы, пока не осознанные нами, однако позволяют дать консервативную оценку числа планет, способных поддерживать жизнь.

К счастью, огромное количество данных, которые мы в настоящее время получаем благодаря орбитальному телескопу «Кеплер» и наземным телескопам, скоро позволит расширить список условий обитаемости и биохимических параметров. Давайте познакомимся с приемами нашей работы. Вышеперечисленные экзопланеты находятся так далеко, что зонды летели бы к ним много тысяч лет. Поэтому на сегодняшний день нам доступны только дистанционное зондирование с помощью телескопов, анализ данных и моделирование. Мы разработали много методов обнаружения планетарных систем путем дистанционного зондирования, в том числе транзитный, метод лучевых скоростей, измерение колебаний отраженного света, метод Доплера, радионаблюдение пульсаров, гравитационное микролинзирование, а теперь еще и прямое наблюдение в чрезвычайно мощные телескопы. Чем больше у нас данных, тем точнее — и совершеннее — модели, описывающие потенциально обитаемые инопланетные миры и биосферы. Мы также пользуемся знаниями, полученными при исследовании собственной Солнечной системы и земных экосистем с экстремальными условиями. Так, мы узнали, что пригодными для жизни могут быть некоторые планеты и спутники, не находящиеся в зоне Златовласки, и что жизнь, если уж она зародилась, проявляет невероятную стойкость и обнаруживается везде. Вскоре мы сможем изучить состав атмосферы некоторых экзопланет с помощью мощных спектроскопов, установленных на телескопах. Зная, какие газы присутствуют на планете, мы получим ценные свидетельства возможности или невозможности существования на ней жизни.

Как свидетельствует изучение Солнечной системы, пригодную для жизни среду могут иметь не только сами планеты, но и их спутники как внутри, так и вне зоны обитаемости — а спутников намного больше, чем планет. Таким образом, открытие экзопланет подняло вопрос не только о возможной обитаемости их самих, но и о том, сколько потенциально живых миров вращаются вокруг них. Ни одной «экзолуны» мы пока не обнаружили, но это лишь вопрос времени.