Жизнь не уникальное явление Земли, а норма Вселенной
Пока что нам известна всего одна обитаемая планета. Из-за этого нам также известна всего одна форма жизни – наша, основанная на углероде. Не имея знаний о возможных аналогах, мы естественно переносим на внеземную жизнь основные свойства земных организмов. И то, что неразрывно с жизнью нашей планеты – это вода. Даже солнечный свет не столь важен, некоторые глубоководные организмы обходятся без него. Разумеется, человечество ищет в космосе своих собратьев, разумных существ, или хотя бы простейшие формы жизни. Они уже укажут, что жизнь – не уникальное явление Земли, а норма Вселенной. Но экзопланеты далеки, наши телескопы не могут изучить их поверхность, а способа путешествия к другим звездам нам не изобрести, по-видимому, еще очень долго.
Поэтому для оценки обитаемости других миров используется ряд критериев. В первую очередь это, конечно, размер планеты. От него во многом зависит общий облик планеты – не окажется ли она газовым гигантом? Поэтому такой интерес вызывает открытие очередной сверхземли. Особенно, если эта сверхземля находится в зоне обитания – регионе около звезды, в котором возможно существование жидкой воды на поверхности планеты. Пока что удалось найти всего несколько таких сверхземель, и продолжается охота за двойником Земли – планетой примерно того же размера и массы, получающую примерно столько же энергии от своей звезды.
Количество получаемого тепла определяет, может ли планета поддерживать на поверхности жидкую воду. Впрочем, жизнь может существовать и вне зоны обитания, если планета находится дальше. В этом случае под поверхностью скорее всего замерзшего мира жизнь может найти воду и источник энергии, как в случае лун газовых гигантов Солнечной системы. А вот ближе к звезде находиться не стоит – высокая температура приведет к испарению почти всех летучих веществ, в том числе и воды. В нашей системе Земля находится внутри зоны обитания, и здесь условия для жизни вполне комфортные. Во всяком случае, пока мы их не испортили. Венера находится у самого ближнего края, и она задохнулась под грузом парниковых газов, потеряв всю воду. Марс находится на дальнем конце зоны обитания, и миллиарды лет назад он был похож на Землю, но потом растерял всю свою атмосферу из-за слабого притяжения.
Эти примеры показывают, что границы зоны обитания желательно знать как можно точнее. Небольшое изменение высоты орбиты сделает планету необитаемой. Пример работы по определению размера зоны обитания и положения планет приводят сотрудники Калифорнийского технологического института. Под руководством Стивена Кейна они изучили планетарную систему звезды Kepler-69. Планета этой системы Kepler-69c превышает размером Землю всего в 1.7 раза и находится примерно в зоне обитания, что делало эту сверхземлю хорошим кандидатом на двойника нашей планеты. Однако оказалось, что эта планета находится немного вне внутренней границы зоны, так что это скорее сверх-Венера. Вообще, таких планет должно быть довольно много в данных, собранных Кеплером, хотя устоявшегося термина для них нет. В конце концов, двойника Венеры искать нет особого смысла, если только мы не найдем на этой горячей планете с огромным атмосферным давлением какую-то странную жизнь.
Чтобы определить размер зоны обитания звезды, в первую очередь необходимо узнать, сколько излучения она испускает и на каких длинах волн. Упрощая, можно сказать, что чем больше звезда, тем больше и ее зона обитания. К примеру, сверхземля Kepler-62f находится в зоне обитания звезды, несколько меньше Солнца, при этом орбитальный период этой планеты составляет 267 дней. Далее, желательно иметь хотя бы простые сведения о химическом составе планеты. Их можно получить, изучая спектр излучения звезды, когда ее закрывает планета, и сравнивая его со спектром не закрытой звезды. По изменению спектральной характеристики можно определить основные элементы атмосферы планеты, так как излучение звезды будет поглощаться на некоторых длинах волн. Это поглощение и переиспускание света имеет большое значение для энергетического баланса планеты. В зависимости от химического состава атмосферы и спектра излучения звезды, можно определить, насколько много тепла доходит до поверхности планеты и насколько эффективно это тепло удерживается атмосферой. Какое-то излучение она не пропускает к поверхности, а какое-то – обратно. Это важный фактор, ведь именно из-за свойств своей атмосферы Венера стала непригодной для жизни.
Для оценки параметров зоны обитания желательно также принять во внимание не только регулярную, но и экстремальную активность звезды. Если светило склонно к мощным вспышкам, то вся его зона обитания может оказаться непригодной для жизни из-за того, что атмосферы с планет внутри нее будут сорваны вскоре после рождения этих миров. Возможно, однако, что внутренняя граница зоны обитания лишь сдвинется дальше, и за этой границей жизнь все же сможет закрепиться. Этот фактор особенно актуален для небольших, холодных звезд. Они намного более активны, чем Солнце, но при этом регулярный тепловой поток от них намного слабее. Выходит, зона обитания должна быть расположена близко к звезде, где будут слишком опасны вспышки. Даже если звезда не склонна к вспышкам, при ее малом размере планеты в зоне обитания ее поджидает дополнительная опасность – возможность захвата приливными силами. Тогда контраст температур на двух сторонах сделает атмосферу очень активной, с сильными ветрами, ураганами – малоприятная для жизни ситуация.
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
