Путешествие по Вселенной в поисках другой жизни

Газовые глобулы — центр образования звезд. Состоят из холодной пыли и газа. На фото видно, как излучение массивной звезды ионизирует соседние облака. Внутри этих облаков видны темные образования глобулы. Они дают рождение маломассивным звездам. Таким, как наше Солнце. R. Sahai / ESA / Hubble & NASA

Существует ли жизнь на других планетах? Этот вопрос волнует человечество с тех самых пор, когда мы впервые обратили взгляды на небо. Вселенная безгранична, но конечна, что было доказано математически. Хотя для человечества Земля — это огромный мир, для Метагалактики она всего лишь крошечная песчинка, которая затеряна в ее глубинах.

Вселенная — это огромная система систем. При попытке ее описать теряют всякий смысл классические термины механики: форма, размер, масса. Вселенная включает в себя бесчисленное количество туманностей, галактик, звезд, черных дыр, планет. Их невозможно сосчитать, хотя астрономы полагают, что в видимой ее части около 10 триллионов галактик, в каждой из которых около 100 миллиардов звезд. Если перемножить эти цифры, мы получим 1 000 000 000 000 000 000 000 000 звезд, то есть 1 с 24 нулями. Это число носит название септиллион.

Не исключено, что ученые ошибаются в сотни, тысячи, а может быть и миллионы раз, ведь речь идет только о видимой части Вселенной. Международная группа астрономов установила, что около каждой из звезд, которые видны на ночном небе, обращается по меньшей мере одна экзопланета. Это означает, что только в нашей галактике есть около 10 миллиардов планет, по размеру соответствующих нашей. Вероятность того, что в этой огромной Вселенной Земля — единственный астрономический объект, на котором существует жизнь, стремительно приближается к нулю.


Развенчание комплекса венца творения

Земля — это третья планета от Солнца, которую отделяет от нашей главной звезды Меркурий и Венера. Позади нас Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун и Плутон, который не так давно был разжалован до статуса карликовой планеты. Сегодня ученые установили, что вместе со своим спутником Хароном он образует двойную планетарную систему. Так что для Плутона все сложилось не так уж плохо. Этот астрономический объект уникален для нашей Солнечной системы и жалеть о его лишении статуса планеты не стоит. Сегодня он считается одним из самых крупных объектов пояса Койпера — области, в которой «живут» кометы.

Именно здесь «родилась» знаменитая комета Галлея, которая возвращается домой и посещает нас каждые 75—76 лет. Солнечная система по человеческим меркам просто огромна. Люди сумели высадиться только на Луне — ближайшем астрономическом объекте. В планах экспедиция на Марс, но Нептун, Уран, Сатурн исследователи могут изучать только с помощью специальной техники.

Теперь представьте, что Солнечная система — это всего лишь один дом на большой улице под названием рукав Ориона. Рядом стоят тысячи других домов, ближайшие из которых — это три звезды в системе Альфа Центавра. Две главные звезды Альфа Центавра — А и В, образуют двойную систему. От Земли их отделяет около 4,3 световых года.

Наша «улица» — небольшая спираль во Млечном Пути. Часть этой огромной структуры в безоблачные ночи можно увидеть невооруженным глазом — светлый пояс из огромных скоплений звезд рассекает небо. Если бы можно было посмотреть на Млечный Путь со стороны, то перед наблюдателем открылось бы поистине великолепное зрелище — огромный звездный диск, от центра которого ответвляются длинные рукава — спирали. В нем существуют мириады солнц. Одни из них похожи на наше, а другие разительно отличаются от него.

В Млечном Пути насчитывается от 200 до 400 миллиардов светил. По мере приближения к центру галактики их концентрация возрастает. Это огромный мегаполис, который светится миллиардами ярких огней. В центре крупного «города» расположен один из самых загадочных астрономических объектов — сверхмассивный Стрелец А. Это черная дыра, которая известна своей фантастической прожорливостью. Будучи деформацией в пространственно-временном континууме, они втягивают в себя все, что попадает за горизонт событий, включая пыль, газ и кванты света, из-за чего такие объекты называют «черными».

После пересечения определенной границы все частицы начинают двигаться к центру аномалии и нет такого способа, который помог бы им вернуться обратно или хотя бы изменить направление.

Черные дыры завтракают звездами и закусывают астероидами, разрывая их приливными силами и отправляя прямиком в сингулярность. Ничто не может выбраться из гравитационного поля черной дыры, но расстояние между Стрельцом А и нашей планетой настолько огромно, что даже в далеком будущем подобная смерть человечеству не грозит. От нас до центра галактики порядка 27 тысяч световых лет. Эта величина настолько запредельна, что человеку сложно ее даже просто осознать.

Та самая яркая полоса из звезд на ночном небе, которую мы можем увидеть невооруженным глазом — это ребро галактического диска. Если бы наша Солнечная система находилась немного повыше его плоскости, то в ночном небе мы могли бы лицезреть Млечный Путь во всей его красе — с яркими огнями спиральных рукавов и ослепительным эллипсоидом в центре.

На этой карте можно увидеть 50 тыс. галактик, расположенных в зоне наблюдения 2MASS. По этому полотну можно проследить формирование и развитие Вселенной. Область посередине скрыта газом и пылью от плоской тени нашей галактики. Цвет каждой галактики обозначает расстояние от нее до Млечного Пути. Синие оттенки обозначают близкое расстояние. Красные далекое. Также на карте обозначеные скопления и сверхскопления галактик. 2MASS / T. H. Jarrett / J. Carpenter / R. Hurt

Увы, мы живем в спальном районе на окраине. Сюда едва доносятся только отголоски жизни, которая бурлит в его центре. Млечный Путь — это всего лишь один из городов крупной области. Вместе с галактикой Треугольника и туманностью Андромеды с их спутниками мы входим в состав следующей иерархической структуры — сверхскопления Девы. В нем содержатся миллиарды звездных систем. Мы и здесь умудрились оказаться на самой окраине этой огромной области, хотя это не так уж и плохо.

Нас уже совсем не видно, но и на этом поставить точку нельзя, потому что сверхскопление Девы входит в состав галактической структуры Ланиакеа. Его можно назвать большим государством, которое имеет диаметр 520 миллионов световых лет. В него входит огромное количество галактик. И даже на этом не все.

Структура Ланиакеа вместе со всеми астрономическими объектами тоже движется к гравитационной яме — колоссальной концентрации галактик, которая была названа Великим Аттрактором. Что находится на дне этой «ямы», которая жадно пожирает целые миры, неизвестно. Эта область надежно скрыта от нас пылью. Астрономы уверены только в том, что это место крайне опасно. Здесь существуют древние галактики, которые постоянно сталкиваются друг с другом.

Прямо сейчас во время чтения этой статьи вы движетесь вместе с планетой в пространстве Вселенной со скоростью 600 километров секунду к Великому Аттрактору. Структура Ланиакеа — одна из многих. Во Вселенной существует множество таких структур. И даже здесь нельзя точно сказать, не образует ли Ланиакеа с еще каким-либо объектом объединение, которое входит в состав другой, еще более крупной системы.

Хотя красные карлики живут дольше они часто извергаются интенсивными вспышками, заряженных частиц. Их попадание на экзопланету со временем может разрушить ее атмосферу и сделать непригодной для поддержания жизни в привычном нам понимании. G. Bacon / NASA / ESA

Первое появление экзобиологии

Для Вселенной мы не просто малы, мы малы ничтожно. Если представить Метагалактику в качестве Земли, то наш крошечный мирок даже не песчинка на одном из пляжей, мы — меньше кварков, которые сегодня считаются мельчайшими частицами мироздания.

Теперь попробуйте после этого с полной уверенностью сказать, что жизнь на Земле уникальна и в этом бескрайнем пространстве не может существовать ничего подобного. Перспектива обнаружения внеземной жизни будоражила умы ученых долгое время. Они посылали сигналы в космос на разных частотах в надежде на то, что кто-нибудь нас услышит.

Это равносильно запуску бутылки с посланием с необитаемого острова в огромный океан. Смогут ли другие живые существа ее выловить и откупорить? Может быть бутылка осядет на дне морском, где пролежит сотни лет? А если иные существа не поймут человеческий язык. Они могут общаться не с помощью речи или вообще жить в другом измерении. Их биологические молекулы могут состоять из совершенно других элементов. Простому человеку сложно осознать вероятность существования подобной формы жизни.

Прямо сейчас во время чтения этой статьи вы движетесь вместе с планетой в пространстве Вселенной со скоростью 600 километров секунду к Великому Аттрактору.

Изучением происхождения эволюции и распространения жизни на других планетах во Вселенной занимается особая наука — астробиология или экзобиология. Ее основная цель — проведение множества научных исследований для лучшего понимания их биологического потенциала. Этот термин впервые был использован советским ученым Гавриилом Тиховым. В 1953 году он опубликовал книгу с таким названием. Во времена Тихова в это понятие вкладывался совершенно иной смысл. Тогда человечество было очаровано Марсом.

4 июля 1965 года межпланетная станция «Маринер-4» впервые выполнила пролет около этого астрономического объекта. Космический аппарат стал первым источником снимков поверхности другой планеты, которые были сделаны с близкого расстояния. Люди верили в то, что на Марсе существует разумная жизнь, а встреча с марсианами произойдет уже в ближайшие десятилетия.

Для Тихова астробиология стала термином, связанным с исследованиями марсианской растительности. Ученый не ставил перед собой вопрос, существует она или нет. Для него это было очевидным фактом. Тихова куда больше интересовали свойства этой растительности. Он полагал, что сезонные изменения цвета отдельных участков марсианской поверхности — это сезонные изменения на местных деревьях, кроны которых подобно нашим кленам меняют окраску в зависимости от погодных условий. Тихов посвятил изучению этого вопроса значительную часть своих исследований. В ходе работы он придумал термины «астроботаника» и «астробиология».

Полярные сияния на Ганимеде — луне Юпитера. Ученые получили убедительные доказательства о наличии на этом спутнике жидкой воды и океана под поверхностью. Скорее всего он зажат между двумя слоями льда. Именно этот соленый океан объясняет полярные сияния на Ганимеде. NASA / ESA

Кто следующий после Марса?

Современные астробиологи пытаются найти внеземную жизнь. Сегодня их взгляды обращены на Марс и ледяные луны Юпитера и Сатурна — Европу, Титан и Энцелад. Именно здесь вероятность успешного поиска обитаемой среды наиболее высока. Эти астрономические объекты на данный момент стали наиболее привлекательными целями для изучения в астробиологии.

По ряду причин первый на очереди в этом списке стал Марс. Этот астрономический объект интригует ученых. Сегодня Марс стал холодной и сухой планетой, но считается, что в прошлом условия здесь были даже более пригодными для жизни, чем на Земле. Ученые полагают, что когда-то давно на Марсе существовали реки, озера и даже большой океан в северном полушарии. Даже сегодня в некоторых областях на поверхности Марса осталась вода.

Данные марсоходов НАСА «Спирит» и «Оппортьюнити» сумели обнаружить минералы, которые могли образоваться только под длительным воздействием воды. Аппарат «Феникс» непосредственно в грунте обнаружил залежи льда.
Хотя это считается маловероятным, жизнь на Марсе все еще может существовать и сегодня в некоторых подповерхностных средах, которые надежно защищены от вредного воздействия ионизирующего излучения, химически активных окислителей и высыхания.

Однако Марс — это далеко не единственный многообещающий кандидат на звание «живой планеты» в нашей Солнечной системе. На Титане, Европе и Энцеладе есть подземные океаны, которые покрыты толстой коркой льда. По предположениям астробиологов, под ней сохранилась жидкая вода. Эти ледяные луны потенциально могут служить убежищем для существующей/вымершей жизни. Их также можно использовать для изучения глобальной модели возникновения жизни, независимо от эволюционных процессов на Земле.

Энцелад — шестой по размерам спутник Сатурна. Он вызывал живой интерес ученых еще во времена «Вояджеров», которые сделали первые снимки астрономического объекта. Тогда астрономы предположили, что эта луна геологически активна, и она же стала источником веществ для кольца Е. В 2018 году в пробах, которые были взяты автоматическим зондом «Кассини», исследователи обнаружили сложные органические молекулы.

Энцелад — самый холодный спутник Сатурна. Средняя температура на нем составляет -200 градусов по Цельсию. Ни одна из известных форм жизни не смогла бы выжить при таких экстремальных температурах, но поверхность объекта покрыта ледяной коркой, в которой имеется множество трещин. С их помощью ученые смогли точно установить наличие океана на планете, который защищен льдом. Температура в его глубинах намного выше, чем на поверхности.

Европа — шестой спутник Юпитера, на котором тоже есть океан. В 2008 году профессор университета Аризоны Ричард Гринберг провел исследования, в ходе которых выяснил, что в воде Европы кислорода достаточно для поддержания развитой жизни.

Больше всего загадок подкидывает астобиологам Титан — самый крупный спутник Сатурна. На нем гораздо холоднее, чем на Земле. На поверхности спутника есть реки, моря и океаны, но они состоят не из воды, а из жидкого метана и этана, которые выпадают здесь в виде осадков.

Млечный Путь — это всего лишь один из городов крупной области. Вместе с галактикой Треугольника и туманностью Андромеды с их спутниками мы входим в состав следующей иерархической структуры — сверхскопления Девы.

Поиск биогенных элементов и органических соединений на Марсе и ледяных спутниках — важная задача не только для астробиологии, но и всей науки в целом. НАСА и Европейское космическое агентство планируют снарядить экспедиции для их изучения в ближайшие десятилетия. Современное оборудование с высокой чувствительностью сыграет в этих исследованиях немаловажную роль.

Обнаружение свидетельств вымершей жизни на одном из этих астрономических объектов стало бы настоящей сенсацией, а наличие живых существ могло бы изменить само понимание химии жизни.

Планета TOI700d. Размером примерно с Землю. Расположена в обитаемой зоне системы TOI700 в 100 световых годах от нас. Goddard Space Flight Center / NASA

Экзопланеты — новый дом для человека будущего?

Если мы бросим взгляд за пределы Солнечной системы, у нас появятся миллиарды других вариантов для поиска внеземной жизни. Экзопланеты — это название, которое получают все планеты, расположенные за пределами нашей Солнечной системы. Они вращаются вокруг других звезд. До недавнего времени поиски таких астрономических объектов заходили в тупик. Планеты не светятся, в отличие от звезд, которые успешно их маскируют. Их размеры ничтожно малы, поэтому ученые даже ставили под сомнения сам факт существования таких астрономических объектов за пределами нашей Солнечной системы.

Первая экзопланета была открыта еще в 80-х годах прошлого века. Время шло, наука развивалась, а технологии совершенствовались, что позволило обнаружить уже более 4335 экзопланет на сегодняшний день.

В исследовании, опубликованном в научном издании Astrobiology, ученые сообщили, что среди них нашли 24 астрономических объекта, которые очень похожи на нашу Землю. Они изучили данные о температуре, влажности и других факторах среди всех открытых экзопланет. Исследователи сопоставили полученную информацию и выделили те, на которых более влажный и теплый климат.

Если бы можно было посмотреть на Млечный Путь со стороны, то перед наблюдателем открылось бы поистине великолепное зрелище — огромный звездный диск, от центра которого ответвляются длинные рукава — спирали.

Эти экзопланеты старше нашей Земли. Они вращаются вокруг более древних звезд, у которых продолжительность жизни больше, чем у нашего Солнца. Ближайшая из этих экзопланет находится на расстоянии 100 световых лет от нас.

На данный момент астробиологи не могут сказать, насколько высока вероятность существования жизни на них, хотя все необходимые условия для ее возникновения на этих астрономических объектах есть. Ученые не собираются останавливаться на достигнутом. С помощью мощных телескопов НАСА они планируют продолжить работу над изучением экзопланет, так как большие расстояния пока что делают невозможной отправку аппаратуры к этим астрономическим объектам.


Рекомендуем: