Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной

Маловероятно наличие жизни на планетах вокруг самых легких звезд. Как мы увидим в дальнейшем, зоны обитаемости у таких светил располагаются на небольшом расстоянии. В итоге на планеты действуют мощные приливные силы, приводящие к синхронизации собственного и орбитального вращения, в результате чего планета все время повернута к звезде одной стороной (отсутствует смена дня и ночи), а кроме того, ось собственного вращения становится перпендикулярной плоскости орбиты (отсутствие смен времен года). Все это может сделать невозможным появление или развитие жизни. Близость звезды также отрицательно сказывается на планете из-за потока звездного ветра и ультрафиолетового излучения, которые не только отрицательно влияют на различные формы жизни, но и способствуют потере планетой атмосферы (в частности, воды).

Для защиты планеты от звездного ветра необходимо магнитное поле, для которого, в свою очередь, требуется наличие у планеты жидкого железного ядра. Кроме того, медленное вращение планеты после синхронизации собственного и орбитального периодов может исключить формирование сильного магнитного поля даже при наличии жидкого ядра. По всей видимости, это налагает дополнительные ограничения на возможные массы и другие параметры обитаемых планет.

Жизни на планете могут угрожать внешние отрицательные воздействия, такие как вспышки близких сверхновых или пролет планетной системы через плотные межзвездные облака. Поэтому можно утверждать, что в Галактике есть области, где длительное стабильное развитие жизни более вероятно, а есть те, где оно менее вероятно. Так, например, на расстоянии менее 1–2 килопарсек от центра прошлая активность сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики могла быть губительной для жизни. Положение Солнца соответствует нашим представлениям о том, где находятся наиболее благоприятные области для долгоживущих биосфер с развитыми формами жизни.

Условия существования жизни налагают ряд ограничений на возможные параметры звезд и планет.

Также следует отметить, что не все этапы развития Вселенной одинаково благоприятны для существования жизни земного типа. Скорее всего, ранние этапы эволюции Вселенной, равно как и отдаленные от нас периоды будущего, не слишком благоприятны для появления биосфер, подобных нашей (например, в далеком будущем, когда темп звездообразования существенно упадет из-за исчерпания пригодного для этого газа, недра новых землеподобных планет будут меньше разогреваться распадом радиоактивных элементов, что может сказаться на их обитаемости). Но при обсуждении современных обитаемых планет это является слабым ограничивающим фактором.

Оценки показывают, что для нескольких процентов звезд типа Солнца перечисленные условия должны быть выполнены. Это означает, что только в нашей Галактике могут существовать сотни миллионов звезд с планетами, потенциально пригодными для жизни. Впрочем, это слишком оптимистичный взгляд: как было сказано выше, мы недостаточно хорошо понимаем весь набор важных факторов и не можем утверждать, что число потенциально обитаемых планет столь велико.

Детали строения планетной системы и наличие у планеты крупного спутника могут играть важную роль в долговременном развитии жизни.

Для длительной эволюции необходима стабильность внешних условий. В частности, орбита планеты должна иметь низкий эксцентриситет и быть достаточно устойчивой. В настоящее время данные наблюдений показывают, что аналоги Солнечной системы, в которой орбиты крупных планет и Земли являются практически круговыми, встречаются относительно редко. Численные расчеты эволюции планетных орбит на масштабах миллиардов лет требуют большого количества компьютерного времени, поэтому провести детальный анализ для каждой потенциально обитаемой планеты невозможно. Кроме того, мы можем не знать всех особенностей строения системы, так что не исключена ситуация, когда по данным имеющихся наблюдений планета отвечает всем основным требованиям к потенциально обитаемым планетам, но ее эволюция на большом масштабе времени исключает развитие сложных форм жизни.

Простейшие формы жизни, не формирующие глобальную биосферу, которая влияет на параметры атмосферы планеты, могут встречаться намного чаще. Но у нас пока нет способов для их обнаружения.