Новый способ поиска внеземной жизни

Благодаря в основном космическому телескопу «Кеплер», астрономы обнаружили более 2000 планет, вращающихся по орбите вокруг далеких от нас звезд. Неплохой результат, учитывая то, что до недавнего времени мы знали только восемь планет во Вселенной, причем все они находятся от нас в непосредственной близости. Но смысл использования этого телескопа заключается не просто в установлении количественных рекордов.

Конечная цель это поиск миров, похожих на нашу Землю – мест, где может быть обнаружена внеземная жизнь, или ее останки. После этого на такие планеты можно будет взглянуть пристальнее, когда у нас появятся более мощные телескопы нового поколения.

Но искать жизнь на всем межзвездном пространстве все равно будет непросто, и даже самому современному телескопу, который пока находится на чертежной доске, придется хорошо потрудиться, дабы что-нибудь разузнать. Поэтому ключ к успеху – это выбор самых подходящих объектов для исследований. В этом смысл статьи, появившейся в журнале Astrobiology. В ней ученый Дирк Шульц-Макух (Dirk Schulze-Makuch) из Вашингтонского государственного университета и девять его коллег предлагают новую схему классификации планет, чтобы легче шел процесс отсеивания.

Вообще-то они предложили две схемы, дающие исследователям возможность вести поиск двумя разными путями. Первый и самый грубый метод они называют Индексом сходства с Землей (ESI). Суть метода в его названии: это мера схожести инопланетного мира с миром земным по размерам и температуре. Температура очень важна, ибо, как говорят биологи, вода в жидком состоянии это важнейшая составляющая жизни в том виде, который нам известен: питательные вещества могут легко растворяться в воде, чтобы попадать во все части организма. Кровь, по сути дела, это та же вода, но с растворенными в ней веществами.

А размер планеты важен, потому что … вообще-то непонятно, почему. Действительно, если планета слишком мала, как Марс, то ее силы притяжения может оказаться недостаточно для удержания атмосферы. У самого Марса было когда-то покрывало из воздуха, но его могли сорвать миллиарды лет назад бомбившие красную планету астероиды. А если планета слишком велика, ее сила гравитации может притянуть слишком большую часть атмосферы, создав гибельное давление на поверхности. Мир в четыре или пять раз больше Земли вполне может быть обитаем, но если планета крупнее, могут возникнуть проблемы. А поскольку Земля это единственное место, где нам известно о существовании жизни, Индекс сходства с Землей отдает предпочтение планетам, максимально похожим на нашу собственную.

Но здесь есть одна загвоздка, и заключается она в том, что мы говорим только о известной нам форме жизни. Именно в таких рамках строятся все дискуссии. Но это довольно тесные рамки, говорит Шульц-Макух, и «здесь возникает риск узости мышления и зацикленности на Земле». Поэтому он вместе с единомышленниками создал вторую систему отбора, называемую Индекс планетной обитаемости (PHI). Этот индекс не ограничен столь тесными рамками. Для начала, в него входят планеты, имеющие «стабильный субстрат», что означает некую твердую поверхность, защищенную некоей атмосферой. Что за атмосфера? Не спрашивайте. Любой ответ уже будет вводить ограничения.

Другой критерий этого метода – некий источник энергии (солнечный свет или, например, геологический нагрев). Еще одна составляющая – химическая окружающая среда, способствующая образованию сложных молекул, а также присутствие жидкого растворителя, но необязательно воды. Если применять такие стандарты, говорит Шульц-Макух, то спутник Сатурна Титан по индексу PHI обгонит Марс. «У Титана имеется густая азотно-метановая атмосфера», – отмечает ученый. А на Марсе атмосферы нет почти никакой. На Титане также есть озера из жидких углеводородов – это в основном метан и этан. И там определенно идут сложные химические процессы, что подтвердил зонд «Гюйгенс», севший там в 2005 году.

Даже на такой планете как Титан жизнь будет нам смутно знакома, потому что в ее основе должен лежать углеродных химический состав. Но ученые также говорят о возможности существования форм жизни на основе кремния, и такие планеты в Индексе планетной обитаемости тоже учитываются. Планета со сложным химическим составом на базе кремния «не может высоко подняться в индексе PHI», – говорит Шульц-Макух, потому что органический кремний не обладает таким химическим разнообразием, как углерод. Тем не менее, ни он, ни его коллеги не хотят до поры до времени исключать никакие возможности.

Поскольку индекс PHI применяет планетные характеристики, с трудом поддающиеся измерению на данный момент (химический состав планеты определить намного сложнее, чем ее размер, причем неважно, на каком удалении от Земли она находится – в нескольких миллионах или во многих триллионах километрах), данные по отдельным мирам будут появляться медленно и постепенно, по мере совершенствования технологий. «Он гибкий, – говорит о своем индексе Шульц-Макух. – Мы можем начинать, зная лишь диаметр и температуру, но если мы обнаружим некий компонент в атмосфере планеты, индекс может измениться. И тогда все станет намного интереснее».

Может стать интереснее, выражаясь точнее, если мощные телескопы, снящиеся мечтательным астрономам, действительно будут созданы. В начале этого года комитет Конгресса рекомендовал ликвидировать космический телескоп «Джеймс Уэбб», являющийся преемником «Хаббла». А проект Terrestrial Planet Finder, который является еще более амбициозным в плане исследования атмосфер других планет, отложили на неопределенный срок.

«Джеймс Уэбб» наверное выживет, но без Terrestrial Planet Finder и подобных ему проектов новая схема классификации Шульца-Макуха и его коллег останется просто упражнением в умном теоретизировании. А вместе с ним исчезнет и наш шанс узнать, есть ли у нас там, наверху, галактические родственники.