|
Что Венера может рассказать нам о жизни в других мирах
|
|
|
|
Несмотря на то, что Венера и Земля являются так называемыми планетами-сестрами, они отличаются друг от друга, как рай и преисподняя. Земля - это природный рай, где жизнь сохранилась под лазурными небесами, несмотря на многочисленные массовые вымирания. С другой стороны, Венера - раскаленная планета с облаками серной кислоты и атмосферным давлением, достаточным, чтобы раздавить человека. Но родство никуда не денется, потому что оба мира имеют примерно одинаковую массу и радиус и являются каменистыми планетами, расположенными рядом друг с другом во внутренней части Солнечной системы. Почему они такие разные? Что эти различия говорят нам о наших поисках жизни? Международное астрономическое сообщество признает, что понимание обитаемости планет является важнейшей частью космической науки и астробиологии. Без более глубокого понимания планет земной группы и их атмосфер, пригодных для жизни или нет, мы не сможем на самом деле понять, что мы видим, когда будем изучать удаленную экзопланету. Если мы найдем экзопланету, которая проявляет какие-то признаки жизни, мы никогда не посетим ее, никогда не изучим вблизи и никогда не сможем попробовать ее атмосферу.
|
|
|
|
Это смещает научное внимание на планеты земной группы в нашей Солнечной системе. Не потому, что они кажутся пригодными для жизни, а потому, что полная модель планет земной группы не может быть полной без учета тех, которые являются почти буквальными адскими дырами, такими как сестра Венера. В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, рассматривается вопрос о том, как произошло расхождение двух планет и что могло стать причиной этого расхождения. Статья называется "Венера как опорная точка для обитаемости планет". Ведущий автор - Стивен Кейн из департамента наук о Земле и планетах Калифорнийского университета в Риверсайде. Его соавтор - Пол Бирн из департамента наук о Земле, окружающей среде и планетах Вашингтонского университета в Сент-Луисе. "Основное внимание сообщества планетологов и астробиологов сосредоточено на понимании обитаемости планет, включая множество факторов, которые контролируют эволюцию и устойчивость поверхностных сред умеренного климата, таких как Земной", - пишут Кейн и Бирн.
|
|
|
"Несколько существенных планетарных атмосфер земного типа в пределах Солнечной системы служат важнейшим ресурсом для изучения этих факторов обитаемости, на основе которых могут быть построены модели для применения на внесолнечных планетах". С их точки зрения, близнецы нашей Солнечной системы предоставляют нам наилучшую возможность изучить, как похожие планеты могут иметь такие разные атмосферы. Чем больше мы это понимаем, тем лучше можем понять, как скалистые миры эволюционируют с течением времени и как различные условия благоприятствуют или ограничивают пригодность для жизни. Земля является исключением. Благодаря умеренному климату и поверхностным водам, она была пригодна для жизни на протяжении миллиардов лет, хотя и с некоторыми климатическими изменениями, которые серьезно ограничивали жизнь. Но когда мы смотрим на Марс, кажется, что он был пригоден для жизни в течение определенного периода времени, а затем потерял свою атмосферу и поверхностные воды. Ситуация на Марсе, должно быть, более распространенная, чем на Земле.
|
|
|
|
Понять экзопланету, когда мы ничего не знаем о ее истории, - колоссальная задача. Мы видим ее только в одну эпоху ее климатической и атмосферной истории. Но открытие тысяч экзопланет помогает нам в этом. "Открытие тысяч экзопланет и подтверждение того, что планеты земной группы относятся к наиболее распространенным типам, обеспечивает статистическую основу для изучения свойств планет и их эволюции в целом", - пишут авторы. Узкий диапазон свойств позволяет развиваться биохимии, и эти свойства могут быть недолговечными. Нам необходимо определить эти свойства и их параметры и лучше понять, насколько они пригодны для жизни. С этой точки зрения Венера - настоящий кладезь информации. Но Венера представляет собой сложную задачу. Мы не можем видеть сквозь ее плотные облака ничего, кроме как с помощью радара, и никто не пытался посадить там космический аппарат со времен СССР в 1980-х годах. Большинство этих попыток провалились, а те, что выжили, просуществовали недолго. Без более точных данных мы не сможем понять историю Венеры. Простой ответ заключается в том, что она находится ближе к Солнцу. Но это слишком просто, чтобы быть полезным.
|
|
|
|
"Эволюционный путь Венеры к ее нынешнему безудержно-тепличному состоянию является предметом дискуссий, поскольку традиционно это объяснялось ее близостью к Солнцу", - объясняют Кейн и Бирн. Но когда ученые приглядываются к Венере и Земле поближе, они обнаруживают множество фундаментальных различий между ними, помимо расстояния от Солнца. У них разная скорость вращения, разные углы наклона и, среди прочего, разные магнитные поля. Это означает, что мы не можем точно измерить влияние повышенной солнечной инсоляции на планету. Это основная мысль авторов. Различия между Землей и Венерой делают Венеру важной частью понимания обитаемости экзопланет со скалистыми породами. "Венера, таким образом, предлагает нам важнейшую точку опоры в рассуждениях о пригодности планеты для жизни, поскольку ее эволюционная история представляет собой альтернативный путь, отличный от земного повествования, хотя происхождение обоих миров, предположительно, сходно", - пишут они.
|
|
|
|
Авторы отмечают, что основным условием жизни является наличие поверхностных вод. Но более важный вопрос заключается в том, какие факторы определяют, как долго могут сохраняться поверхностные воды. "Таким образом, исследования обитаемости планет могут быть сосредоточены на условиях, которые позволяют поддерживать жидкую воду на поверхности в течение геологического времени", - пишут они. Земля и Венера находятся на противоположных концах спектра пригодности для жизни скалистых планет. Это важный урок, который мы можем извлечь из опыта нашей собственной солнечной системы. По этой причине "...понимание пути к созданию венерианского сценария так же важно, как и понимание пути к обитаемости, характерного для Земли", - пишут авторы. Пара исследователей составила список некоторых факторов, которые определяют пригодность для жизни на Земле и Венере.
|
|
|
|
Мы многого не знаем о Венере. Насколько велико ее ядро? Была ли на ней когда-нибудь вода? Некоторые исследования показывают, что, когда планета лишилась воды и стала полностью пригодной для жизни, в ее атмосфере было много кислорода. Если бы мы увидели такое же количество кислорода на далекой экзопланете, мы могли бы интерпретировать это как признак жизни. Большая ошибка. "Венера, таким образом, служит предостерегающим примером для интерпретации атмосферы, которая, по-видимому, богата кислородом", - пишут авторы. Исследовательская точка зрения Кейна и Бирна - это призыв к действию. Она отражает результаты последних десятилетних исследований. "Последние исследования, посвященные десятилетию астрономии и астрофизики, а также планетологии и астробиологии, подчеркивают необходимость лучшего понимания обитаемости планет как важнейшей цели в контексте астробиологии", - пишут они. По мнению авторов, Венера может стать опорой для их усилий.
|
|
|
|
Но для того, чтобы он служил якорем, ученым нужны ответы на множество вопросов. Им необходимо более тщательно изучить его атмосферу на всех высотах. Им необходимо изучить его внутреннюю часть и определить природу и размер его ядра. Крайне важно, чтобы они отправили космический аппарат на ее поверхность и изучили ее геологию вблизи. Короче говоря, нам нужно сделать на Венере то же, что мы сделали на Марсе. Это непросто, учитывая враждебное окружение Венеры. Но готовятся миссии для более детального изучения Венеры. VERITAS, DAVINCI и EnVision - все миссии на Венеру запланированы на 2030-е годы. Эти миссии начнут давать ученым ответы, которые нам нужны. По мере того, как мы узнаем больше о Венере, нам также необходимо больше узнать об экзо-венерах. "Параллельным подходом к изучению внутренних свойств Венеры является статистический анализ обширного (и все еще быстро растущего) списка экзопланет земного типа", - пишут авторы.
|
|
|
|
Мы живем в эпоху открытия экзопланет. Мы обнаружили более 5000 подтвержденных экзопланет, и их число продолжает расти. Мы запускаем космические аппараты для более тщательного изучения наиболее интересных из них. Но в какой-то момент ситуация изменится. Сколько из них нам нужно каталогизировать? Достаточно ли 10 000? 20,000? 100,000? Сейчас все это в новинку, и энтузиазм по поводу поиска новых экзопланет, особенно каменистых, в обитаемых зонах, понятен. Но в конечном итоге мы достигнем определенного порога убывающей отдачи. Чтобы понять их, было бы разумнее потратить наши усилия на изучение Венеры и того, как она развивалась по-другому. Как и предполагают Кейн и Бирн.
|
|
|
|
Источник
|
