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

Важным может быть и наличие такого необычно крупного спутника, как Луна. Кроме ряда довольно экзотических гипотез о роли Луны в эволюции земной жизни (например, «непредсказуемость» величины приливов из-за одновременного влияния Солнца и Луны, что могло способствовать выходу жизни на сушу) есть и более определенные небесно-механические аргументы. Согласно некоторым моделям, наличие Луны стабилизирует ориентацию земной оси по отношению к эклиптике. Без этого фактора на больших временных масштабах могли бы происходить катастрофические климатические изменения, препятствующие развитию жизни[21].

Данные показывают, что на ранних этапах своего существования Земля была практически безводной планетой. Это связано и с особенностями ее формирования в той области протопланетного диска, где доля воды мала, и с процессами на первых этапах существования планеты. Вода была привнесена на Землю извне. По всей видимости, это произошло в период так называемой поздней тяжелой бомбардировки, когда на Землю выпадало большое количество комет, астероидов (в частности, углистых хондритов) и, возможно, других тел, богатых водой. Такая ситуация может быть достаточно редкой среди планетных систем Галактики, поскольку требуется сочетание ряда условий (количество планет-гигантов и характер их миграции, наличие в области влияния этих планет большого количества малых тел с высоким содержанием водяного льда и др.). Столь сложная комбинация условий выделяет эволюцию нашей планеты среди других подобных тел.

Таким образом, существование развитых форм жизни требует сочетания многих факторов, что может приводить к относительной редкости биосфер, подобных современной земной.

В заключение отметим, что крупные спутники планет также могут быть обитаемыми. Однако если мы исключим примитивные формы жизни в подледных океанах, то речь может идти лишь о крупных объектах, сравнимых с Марсом. Такие спутники должны быть относительно редкими (например, в Солнечной системе их нет). Зато близость крупной планеты может, во-первых, давать дополнительный источник энергии в виде приливов, а во-вторых, магнитное поле планеты-гиганта может защитить близкий спутник от вредоносного влияния звездного ветра. Однако попадание планеты-гиганта в зону обитаемости требует миграции в протопланетном диске, при этом спутники планеты могут быть потеряны. Пока мы не знаем ни одной экзолуны, но в будущем поиски жизни распространятся и на эти объекты, если они будут удовлетворять базовым требованиям к потенциальной обитаемости.

Крупные спутники экзопланет (экзолуны) также могут быть обитаемыми.

16.3. Двойники Земли. Зона обитаемости. Биомаркеры

Даже жизнь земного типа может существовать в крайне экзотических условиях: глубоко под поверхностью планеты, в глубине океанов (не говоря уже о том, что жизнь может принципиально отличаться от земной). Однако, обсуждая потенциально обитаемые планеты, приходится ограничиваться достаточно развитыми формами жизни земного типа, поскольку лишь для них можно сформулировать достаточно понятные критерии поиска с помощью дистанционных методов (если же жизнь основана на существенно иных принципах, то сделать это пока невозможно).

Мы рассчитываем найти жизнь земного типа.

Современная концепция поиска жизни на экзопланетах базируется на трех основных идеях:

1. Идентификация землеподобных планет.

2. Нахождение планет в зоне обитаемости.

3. Поиск биомаркеров в атмосферах планет, соответствующих условиям 1 и 2.

Обнаружение двойников Земли является технически сложной задачей по нескольким причинам. Во-первых, это небольшие легкие планеты, так что для любого метода наблюдения поиск таких планет требует высокой чувствительности (см. раздел 3.1 «Способы обнаружения и изучения экзопланет»). Например, для обнаружения двойника Земли методом лучевых скоростей около звезды, являющейся двойником Солнца, требуется точность выше 10 см/с, а такие показатели пока не достигнуты. А для транзитного метода ослабление блеска двойника Солнца при прохождении по его диску двойника Земли составляет 0,0084 % – на пределе чувствительности космического телескопа Kepler.

Во-первых, требуется найти планеты, похожие на Землю.

Во-вторых, для надежного установления факта подобия планеты Земле необходимо измерить сразу и массу, и радиус планеты. Это непросто, поскольку обычно метод лучевых скоростей позволяет измерить лишь массу (к тому же есть неопределенность, связанная с неизвестной ориентацией орбиты планеты по отношению к лучу зрения), а метод транзитов – в первую очередь радиус планеты.