Экзопланеты: дальние родственники Земли

Взгляните на россыпи звезд в черном ночном небе — все они содержат удивительные миры, подобные нашей Солнечной системе. По самым скромным подсчетам, галактика Млечный Путь содержит более сотни миллиардов планет, часть которых может быть подобна Земле.

Новую информацию о «чужих» планетах — экзопланетах — открыл космический телескоп «Кеплер», исследующий созвездия в ожидании момента, когда далекая планета окажется перед своим светилом.

Орбитальная обсерватория была запущена в мае 2009 года именно для поиска экзопланет, но через четыре года вышла из строя. После многих попыток вернуть телескоп к работе NASA в августе 2013 года было вынуждено списать обсерваторию из своего «космического флота». Тем не менее за годы наблюдений «Кеплер» получил столько уникальных данных, что на их изучение потребуется еще несколько лет. NASA уже готовится к запуску в 2017 году наследника «Кеплера», телескопа TESS.

Суперземли в поясе Златовласки

Сегодня астрономы выявили почти 600 новых миров из 3500 кандидатов на звание «экзопланета». Считается, что среди этих небесных тел не менее 90% могут оказаться «истинными планетами», а остальные — двойными звездами, не доросшими до звездных размеров «коричневыми карликами» и скоплениями крупных астероидов.

Большинство новых кандидатов в планеты — это газовые гиганты вроде Юпитера или Сатурна, а также суперземли — каменистые планеты, по размерам в несколько раз превышающие нашу.

Естественно, что в поле луча зрения «Кеплера» и других телескопов попадают далеко не все планеты. Их количество оценивают всего в 1-10%.

Чтобы наверняка выявить экзопланету, ее надо многократно зафиксировать на диске своей звезды. Понятно, что чаще всего она оказывается расположенной близко к своему солнцу, ведь тогда ее год будет длиться всего лишь несколько земных дней или недель, поэтому астрономы многократно сумеют повторить наблюдения.

Такие планеты в виде раскаленных газовых шаров часто оказываются «горячими Юпитерами», а каждая шестая походит на пылающую суперземлю, покрытую морями лавы.

Разумеется, в подобных условиях белковая жизнь нашего типа существовать не может, однако среди сотен негостеприимных тел есть и приятные исключения. Пока выявлено более сотни планет земного типа, находящихся в так называемой обитаемой зоне, или поясе Златовласки.

Этот сказочный персонаж руководствовался принципом «не больше, не меньше». Так и у редких планет, входящих в «зону жизни», температура должна быть в пределах существования жидкой воды. Притом 24 планеты из этого числа имеют радиус меньше двух радиусов Земли.

Впрочем, пока лишь одна из этих планет обладает главными чертами двойника Земли: находится в зоне Златовласки, близка к земным размерам и входит в систему желтого карлика, подобного Солнцу.

В мире красных карликов

Впрочем, астробиологи, настойчиво ищущие внеземную жизнь, не унывают. Большинство звезд нашей галактики составляют небольшие прохладные и тусклые красные карлики. Согласно современным данным, красные карлики, будучи примерно вдвое меньше и холоднее Солнца, составляют не менее трех четвертей «звездного населения» Млечного Пути.

Вокруг этих «солнечных кузин» вращаются миниатюрные системы размером с орбиту Меркурия, и там тоже есть свои пояса Златовласки.

Астрофизики Калифорнийского университета в Беркли даже составили специальную компьютерную программу TERRA, с помощью которой выявили десяток земных двойников. Все они близки к своим зонам жизни у маленьких красных светил. Все это сильно увеличивает шансы на присутствие внеземных очагов жизни в нашей галактике.

Ранее считалось, что красные карлики, в окрестностях которых были найдены похожие на Землю планеты, являются очень спокойными звездами, и на их поверхности редко происходят вспышки, сопровождаемые выбросами плазмы.

Как оказалось на самом деле, подобные светила еще более активны, чем Солнце.

На их поверхности постоянно происходят мощные катаклизмы, порождающие ураганные порывы «звездного ветра», способные преодолеть даже мощный магнитный щит Земли.

Однако за близость к своей звезде многие двойники Земли могут заплатить очень высокую цену. Потоки радиации от частых вспышек на поверхности красных карликов могут буквально «слизывать» часть атмосферы планет, делая эти миры необитаемыми. При этом опасность корональных выбросов усиливается тем, что ослабленная атмосфера будет плохо защищать поверхность от заряженных частиц жесткого ультрафиолета и рентгена «звездного ветра».

Кроме того, существует опасность подавления магнитосфер потенциально обитаемых планет сильнейшим магнитным полем красных карликов.

Пробитый магнитный щит

Астрономы давно подозревали, что многие красные карлики обладают мощным магнитным полем, способным легко пробить магнитный щит, окружающий потенциально обитаемые планеты. Чтобы доказать это, был построен виртуальный мир, в котором наша планета вращается у подобного светила по очень близкой орбите в «зоне жизни».

Оказалось, что очень часто магнитное поле карлика не только сильно деформирует магнитосферу Земли, но даже загоняет ее под поверхность планеты. По такому сценарию всего лишь через несколько миллионолетий у нас не осталось бы ни воздуха, ни воды, а вся поверхность была бы выжжена космической радиацией.

Отсюда следуют два любопытных вывода. Поиск жизни в системах красных карликов может оказаться совершенно бесперспективным, и это является еще одним объяснением «великого молчания космоса».

Впрочем, возможно, мы никак не можем обнаружить внеземной разум потому, что наша планета родилась слишком рано…

Кто может жить на далеких экзопланетах? Может быть такие создания?

Унылая судьба перворожденных

Анализируя данные, полученные с помощью телескопов «Кеплер» и «Хаббл», астрономы обнаружили, что процесс образования звезд во Млечном Пути существенно замедлился. Это связано с растущим дефицитом строительных материалов в виде пылегазовых облаков.

Тем не менее, в нашей галактике осталось еще много материала для рождения звезд и планетных систем. Тем более что через несколько миллиардолетий наш звездный остров столкнется с гигантской галактикой Туманность Андромеды, что вызовет колоссальный всплеск звездообразования.

На этом фоне будущей галактической эволюции недавно прозвучала сенсационная новость о том, что четыре миллиардолетия назад, во время возникновения Солнечной системы существовала всего лишь десятая часть потенциально обитаемых планет.

Учитывая то, что для рождения простейших микроорганизмов на нашей планете потребовалось несколько сотен миллионов лет, и еще несколько миллиардолетий формировались развитые формы жизни, велика вероятность того, что разумные инопланетяне появятся лишь после угасания Солнца.

Может быть, здесь и лежит разгадка интригующего парадокса Ферми, который некогда сформулировал выдающийся физик: и где же эти инопланетяне? Или же имеет смысл поискать ответы на нашей планете?

Экстремофилы на Земле и в космосе

Чем больше мы убеждаемся в уникальности нашего места во Вселенной, тем чаще звучит вопрос: может ли существовать и развиваться жизнь в мирах, полностью отличающихся от нашего?

Ответ на этот вопрос дает существование на нашей планете удивительных организмов — экстремофилов. Свое название они получили за способность выживать в экстремальных температурах, ядовитой среде и даже безвоздушном пространстве. Морские биологи нашли подобных существ у подземных гейзеров — «морских курильщиков».

Там они процветают при колоссальном давлении в отсутствие кислорода на самом краю раскаленных вулканических жерл. Их «коллеги» встречаются в соленых горных озерах, раскаленных пустынях и подледных водоемах Антарктиды. Есть даже микроорганизмы «тихоходки», которые переносят космический вакуум. Выходит, что даже в радиационной среде вблизи красных карликов могут возникнуть некие «экстремальные микробы».

Академическая эволюционная биология считает, что жизнь на Земле зародилась из химических реакций в «теплом мелком водоеме», пронизываемом потоками ультрафиолета и озоном от бушевавших «молниевых штормов». С другой стороны, астробиологи знают, что химические «кирпичики» основы жизни встречаются и в других мирах. К примеру, их заметили в газопылевых туманностях и спутниковых системах наших газовых гигантов. Это, конечно, еще далеко не «полноценная жизнь», но первый шаг к ней.

«Стандартная» теория происхождении жизни на Земле недавно получила сильный удар от…. геологов. Оказывается, первые организмы гораздо старше, чем считалось ранее, и сформировались в совершенно неблагоприятной среде метановой атмосферы и кипящей магмы, изливающейся из тысяч вулканов.

Многих биологов это заставляет задуматься о старой гипотезе панспермии. По ней первые микроорганизмы зародилась где-то в ином месте, скажем, на Марсе, и попали на Землю в сердцевине метеоритов. Может быть, древним бактериям пришлось проделать и более долгий путь в кометных ядрах, прилетевших из других звездных систем.

Но если это так, то пути «космической эволюции» могут привести нас к «братьям по происхождению», которые почерпнули «семена жизни» из того же источника, что и мы…

Источник