7 фактов о поисках жизни во Вселенной⁠⁠

Всех волнует вопрос «Есть ли жизнь на других планетах?». Пока идут фундаментальные исследования в области астрономии и биологии, медиа продолжают публиковать статьи с заголовками «Обнаружена жизнь на N». Выбрали самое важное о последних открытиях в этой области, чтобы вы могли критически читать новостную ленту.

Где может существовать жизнь

Пока мы знаем лишь одну точку во Вселенной, где существует жизнь, — это Земля. Мы ищем условия, при которых может существовать белковая жизнь. Этот очень узкий диапазон назвали зоной обитаемости. Зона обитаемости, которая по-английски называется habitable zone, — это область в космосе с наиболее благоприятными условиями для жизни земного типа. Пригодность для жизни определяется следующими факторами: наличием воды в жидкой форме, достаточно плотной атмосферой, химическим разнообразием (простые и сложные молекулы на основе H, C, N, O, S и P) и наличием звезды, которая приносит необходимое количество энергии.

Астрофизики просто ищут планеты, а затем уже определяют, находятся ли они в зоне обитаемости. Из астрономических наблюдений можно увидеть, где эта планета находится, где расположена ее орбита. Если в обитаемой зоне, то сразу же интерес к этой планете возрастает. Далее нужно изучать эту планету в других аспектах: атмосфера, химическое разнообразие, наличие воды и источник тепла. Это уже чуть-чуть выводит нас за скобки понятия «потенциальная». Но главная проблема в том, что все эти звезды расположены очень далеко.

Как ищут следы жизни в других звездных системах

«Кеплер» — аппарат, который НАСА запустило в 2009 году специально для поиска экзопланет. Под экзопланетами понимаются все планеты, находящиеся за пределами нашей Солнечной системы. В 2015 году исполняется 20 лет с тех пор, как была открыта первая экзопланета у звезды солнечного типа. И, конечно, одной из самых волнующих перспектив всегда была возможность найти обитаемые планеты, следы жизни у других звезд. Ищут биомаркеры — это химические соединения биологического происхождения. Основным биомаркером на Земле, например, является присутствие кислорода в атмосфере.

Kepler-186

17 апреля 2014 года НАСА объявило об открытии экзопланеты в планетной системе красного карлика Kepler-186 в созвездии Лебедя. Kepler-186f попадает в зону обитаемости, и, если там есть атмосфера (а мы этого не знаем), там может быть и жидкая вода. Но планета вращается не у звезды типа нашего Солнца, относящегося к желтым карликам, а у красного карлика, который холоднее. Основываясь на этом, мы предполагаем, что вряд ли на ней могут быть подходящие условия для жизни. Красные карлики очень неспокойны с магнитной точки зрения, частые вспышки на этих звездах вызывают рентгеновское излучение, которое может вредить зарождающейся жизни.

Kepler-452b

В июле 2015 года НАСА объявило об открытии астрономическим спутником «Кеплер» очередной экзопланеты, получившей имя Kepler-452b. Планеты в зоне обитаемости находили и раньше, в первую очередь газовые гиганты, у которых могут быть обитаемые спутники, а могут и не быть. Находили и земли. После конференции НАСА в июле 2015 года множество СМИ написали, что на этой планете есть жидкая вода или обязательно должна быть. На самом деле мы этого не знаем, и, более того, ни планета, ни вода никому ничего не должны. Так, в нашей системе Марс тоже находится в зоне обитаемости, и на нем жидкая вода была, но сейчас это холодный безжизненный мир.

Вода на Марсе

28 сентября 2015 года Национальное американское космическое агентство объявило о доказательстве наличия на Марсе воды в жидкой форме. До этого мы знали, что на Марсе есть вода в виде льда (твердое состояние) и в виде пара (газообразное состояние). Перхлораты, следы которых на поверхности Марса обнаружили исследователи НАСА, — это соединения соли хлорной кислоты с разными металлами. Когда они гидратируются, то есть намокают, вода может существовать и при очень низкой температуре. Когда температура поднимается выше, чем -23 градуса, происходит гидратирование, или намокание перхлоратов в таком гиперсоленом виде. Эта мокрая текучая соль стекает со склонов на поверхности Марса и оставляет следы — русла рек на склонах холмов.

Перхлораты в принципе очень токсичны: это соединения хлорной кислоты. Но на Земле есть бактерии, которые могут жить при низких концентрациях перхлоратов. Конечно же, эти бактерии, помещенные сейчас в гидрораствор перхлората на Марсе, не смогут выжить. Но у нас появилось пространство для фантазии: используя те цепочки метаболизма, те их молекулы и особенности биохимического цикла, мы сконструируем бактерии, которые смогут жить при таких условиях.

Проксима b

В августе 2016 года было получено подтверждение присутствия планеты, получившей наименование Проксима b, у звезды Проксима Центавра. Это самая близкая к нам экзопланета (звезда Проксима Центавра находится от нас на расстоянии 4,2 световых года) и, возможно, ближайшее к Солнечной системе небесное тело, на котором может существовать жизнь.

Изображение: Предполагаемый ландшафт Проксимы Центавра b в представлении художника (ESO/M. Kornmesser)

Целый ряд научных групп Европейской южной обсерватории (ESO) наблюдали звезду с 2012 года. Планета Проксима b оказалась в зоне обитаемости своей звезды и относительно близко к Земле. Если мы, планета Земля, находимся на 1 астрономической единице от своей звезды, то эта новая планета — на 0,05, то есть в 200 раз ближе. Но звезда слабее светит, она более холодная, и уже на таких расстояниях она попадает в так называемую зону приливного захвата. Как Земля захватила Луну и они вместе вращаются, такая же ситуация и тут. Но при этом одна сторона планеты разогрета, а вторая холодная. Существуют такие климатические условия, система ветров, которая обменивается теплом между прогретой частью и темной частью, и на границах этих полушарий могут быть довольно благоприятные условия для жизни.

Три планеты в системе TRAPPIST-1

22 февраля 2017 года в звездной системе TRAPPIST-1 найдены семь планет, схожих по размеру и массе с Землей. Сразу три планеты оказались в зоне обитаемости, причем не просто по формальному попаданию в нужный диапазон расстояний — возможность наличия жидкой воды подтверждена моделированием их атмосфер. С другой стороны, нужно признать, что ни о каких даже предпосылках к обнаружению внеземной жизни не идет речи: есть несколько расхолаживающих моментов. Во-первых, звезда TRAPPIST-1 относится к красным карликам, а эти звезды зачастую отличаются сильной вспышечной активностью (правда, это может не относиться именно к этому карлику). Наблюдения указывают, что активность спадает с возрастом, и TRAPPIST-1 может оказаться уже пожившим и менее активным объектом. Во-вторых, вращение всех семи планет, вероятно, синхронизованно, то есть они всегда повернуты к своей звезде одной и той же стороной, так что на них не бывает смены дня и ночи. Сказать, насколько это критично или некритично для зарождения жизни, мы пока не можем.

Спутник Сатурна Энцелад

В мае 2017 года все новостные агентства писали, что на спутнике Сатурна обнаружена жизнь. Но, по сути, ученые нашли еще одно подтверждение исследованиям, которые проходили десятилетиями. Энцелад — это один из внутренних спутников планеты-гиганта в нашей Солнечной системе. Сам по себе спутник невелик: диаметр — 500 км (это что-то размером с Московскую область). Под слоем льда на спутнике обнаружены океаны. На спутнике есть горячие источники, много воды, богатое химическое разнообразие в этой области, и это практически все условия для возникновения жизни. Одна из теорий возникновения жизни на Земле говорит, что жизнь могла возникнуть на дне океана, где есть те же термальные источники (черные курильщики). На этом небольшом уникальном объекте есть подобие системы, которая присутствует на Земле. Сейчас и астробиологи, и астрофизики считают, что это, возможно, второе место в Солнечной системе, где могла возникнуть жизнь. Объект будет горячей точкой в исследованиях Солнечной системы в ближайшее время.