Астрономы представили рейтинги обитаемости планет и лун

Учёным известно немало миров, на которых жизнь может присутствовать либо могла бы существовать теоретически — просто из-за подходящих условий. Теперь эти примечательные небесные тела упакованы в две дополняющие друг друга научные системы ранжирования.

Международная группа астрономов, планетологов, биологов и геохимиков составила две системы оценки степени пригодности планеты (или луны) для жизни и, соответственно, вероятности её наличия на том или ином небесном теле.

Первая линейка получила название «индекс подобия Земле» (Earth Similarity Index — ESI), а вторая «индекс обитаемости планеты» (Planetary Habitability Index — PHI).

«Первый вопрос заключается в том, можно ли найти на других мирах похожие на Землю условия, так как мы знаем эмпирически, что они способны поддерживать жизнь, — объясняет один из авторов исследования Дирк Шульце-Макуш (Dirk Schulze-Makuch) из университета Вашингтона (WSU). — Второй вопрос: могут ли условия, существующие на экзопланетах, предполагать наличие там каких-либо форм жизни, будь то известные нам или нет?»

 

Планетная система звезды Gliese 581 — самая богатая на гипотетически обитаемые миры. Из четырёх подтверждённых её планет сразу две (c и d) попадают в "зону Златовласки" (иллюстрация Andrew Taylor).

Индекс ESI опирается на уровень простого физического сходства изучаемого мира и Земли: в расчёт берутся размер, масса, плотность, расстояние от звезды и температура планеты.

А вот PHI учитывает больше дополнительных и весьма важных факторов: скалистая ли поверхность у планеты (либо луны) или ледяная, есть ли там атмосфера и магнитное поле, сколько энергии доступно для потенциальных организмов (свет солнца или приливное трение, разогревающее недра), есть ли там органические соединения и какой-либо жидкий растворитель и так далее.

(Детали новой методики ранжирования изложены в статье в журнале Astrobiology.)

 

Гейзеры Энцелада – самое красноречивое свидетельство жидкой воды, скрытой под поверхностью. Потому, несмотря на столь далёкий от Земли облик, Энцелад является одним из мест, в которых теоретически возможно найти жизнь, пусть вероятность этого мала (иллюстрация Joe Bergeron).

Расчёт PHI шире подходит к возможным параметрам обитаемости, поскольку на базе несколько отличной биохимии в теории возможно существование организмов и в более жарких, и в более холодных условиях, чем на Земле, и без кислорода и даже без воды.

 

Весящие примерно как шесть-семь Земель Gliese 581 с и d несколько больше нашей планеты по диаметру, так что гравитация на их поверхности вполне умеренная – порядка 1,5-1,7 g. Климат на этих планетах может существенно зависеть от состава атмосферы и наличия облаков. И кто знает, не летают ли над какой-либо из этих сверхземель подобные создания? (иллюстрация Walter Myers)

Понятно, что по индексу подобия Земле наивысший рейтинг имеет сама Земля – 1. Да и с обитаемостью нашего мира всё очевидно.

Но в отношении других миров подсчёты дали занимательные результаты. В обеих линейках по степени убывания потенциальной обитаемости (пригодности для какой-либо формы жизни) причудливо перемешались объекты, находящиеся как в Солнечной системе, так и за её пределами.

Индекс ESI:

• Gliese 581g — 0,89 (последние наблюдения показали, что, скорее всего, этой планеты нет, открытие было ошибкой, но она всё же включена в список);
• Gliese 581d — 0,74;
• Gliese 581c — 0,70;
• Марс — 0,70;
• Меркурий — 0,60;
• HD 69830 d — 0,60;
• 55 Cnc c – 0,56;
• Луна — 0,56;
• Gliese 581e — 0,53.

Таблица вызывает вопросы, скажем, о весьма относительном сходстве с Землёй жаркого Меркурия и Луны с её вакуумом на поверхности и большим перепадом температур. (Правда, и на том и другом объекте астрономы нашли водяной лёд.)

Зато экзопланеты, попавшие в приведённый выше перечень (кроме двух последних), примечательны не только приличным физическим сходством с нашей планетой. Они ведь и расположены в обитаемой зоне, либо на её краю. Это значит, что там могут быть океаны, озёра и реки со всеми вытекающими последствиями.

Поскольку второй способ ранжирования предусматривает учёт большего числа параметров, ещё интереснее посмотреть на следующий список.

Индекс PHI:

• Титан – 0,64;
• Марс – 0,59;
• Европа — 0,49;
• Gliese 581g — 0,45;
• Gliese 581d – 0,43;
• Gliese 581c – 0,41;
• Юпитер — 0,37;
• Сатурн — 0,37;
• Венера – 0,37;
• Энцелад – 0,35;

Здесь тоже есть чему подивиться. Например, сравнительно скромному суммарному результату Энцелада по отношению к Европе (на этих лунах, по-видимому, существуют обширные подлёдные водоёмы с жидкой водой).

Высокий рейтинг Марса вопросов не вызывает, а вот лидерство Титана неочевидно – он расположен довольно далеко от Солнца.

Но зато на этом спутнике Сатурна найдено большое разнообразие сложных органических соединений. И хотя на оранжевой луне очень холодно, учёные подозревают, что там идут химические реакции, способные поддерживать специфический вид микробной жизни.

 

Самым близким к понятию «приют для жизни вне Земли» небесным телом в Солнечной системе оказался Титан с его обширными углеводородными озёрами (иллюстрация Kees Veenenbos).

Не все интересные объекты попали в исследование. Скажем, к потенциально обитаемым мирам учёные относят сравнительно недавнюю находку – экзопланету HD 85512 b.

Рейтинги ESI и PHI ещё будут пополняться и уточняться. Они должны помочь астробиологам и планетологам сосредоточить внимание на самых интересных объектах.