Вселенная – бесконечное пространство, в котором землянам вовсе не хочется существовать в одиночестве. Поэтому мы направляем наши телескопы на другие планеты и пытаемся отыскать следы хотя бы примитивной жизни. Главное внимание уделяется мирам в зоне обитаемости. Но что это такое и есть ли гарантия найти жизнь в таких экзопланетах?
Зона обитаемости (обитаемая зона, зона Златовласки) – это определенная орбитальная дистанция планеты от родной звезды, где температурный показатель и уровень освещения позволяют миру располагать водой в жидком состоянии. А если есть вода, то можно рассчитывать и на наличие живых организмов.
Эта концепция построена на примере единственной планеты с жизнью – Земле. Да, наш мир расположен в зоне обитаемости, за счет чего сформировались удачные условия для возникновения и эволюции жизни. Но есть ли у других миров шансы?
Совсем недавно исследователи обнаружили, что экзопланета K2-18 b находится в обитаемой зоне и может располагать водой и дождевыми облаками. Значит, на ней 100% присутствует жизнь? Нет, потому что 99 из 100 астрономов скептически отнесутся к таким надеждам.
По сути, из найденных экзопланет около 192 миров находятся в зоне обитаемости. Однако все они, кроме 24 экзопланет, выступают газовыми гигантами, которые не располагают твердой поверхностью. Выходит, что зона обитаемости не дает никаких гарантий, потому что не учитывает всех ключевых критериев.
Это привело к тому, что ученые начали спорить о термине и необходимости его скорректировать. Сам термин «зона обитаемости» им кажется неуклюжим и расплывчатым. Ведь он включает миры, которые 100% не способны приютить жизнь, и не учитывает те планеты, что находятся за чертой этой территории, но кажутся более пригодными к жизни.
Например, в Солнечной системе Марс и Луна входят в зону обитаемости. Но пока никаких признаков жизни на этих небесных телах не обнаружили. Поэтому ученые рекомендуют ориентироваться еще на два критерия – каменистая поверхность и правильный состав атмосферы (и ее наличие).
Если мир чересчур газообразен, то показатель атмосферного давления и температурная отметка кажутся крайне интенсивными, что не позволяет молекулам ДНК оставаться стабильными. Эта проблема касается и K2-18 b. Анализ показывает, что в этом мире много воды. Но есть ли там каменистая поверхность?
Состав мира определяется во время транзита, когда планета проходит перед звездой. Эти данные позволяют определить размер и массивность объекта. Анализ показал, что радиус K2-18 b в 8 раз превышает земной, а по плотности планета напоминает Марс. Но все еще не ясно, есть ли там твердая поверхность. Малый класс миров делится на две категории: каменистые супер-Земли и газовые мини-Нептуны. То есть, K2-18 b может представлять собою один из этих вариантов.
Зона обитаемости не дает никаких гарантий, что на планете может находиться жизнь. По сути, это пока только предполагаемый ориентир, созданный на основе информации о Земле (пример для жизни).
Но исследователям нельзя цепляться за этот критерий, иначе рискуют упустить более потенциально выигрышные планеты. Например, в Солнечной системе есть привлекательные спутники Юпитера и Сатурна. Они проживают за чертой обитаемой зоны, но располагают намеками на подходящие условия для жизни.
Так как «зона обитания» не соответствует всем критериям, ученые хотят изменить название. Среди вариантов предлагают «умеренная зона», «зона с жидкой водой», «зона охоты» и т.д.
Другие астрономы настроены улучшить индекс обитаемости, который включит все самые важные критерии и характеристики, чтобы вычислить потенциал планеты. Последний индекс был презентован в 2018 году, и он включает 5 характеристик:
- объем полученного миром звездного освещения.
- радиус планеты.
- отражательная способность планеты.
- площадь поверхности, покрытой океаном.
- плотность атмосферы.
Проблема в том, что современные телескопы не фиксируют последние три критерия. Полагают, что пройдет еще 10-20 лет, прежде чем мы сумеем создать нужную технологию, которая будет ориентироваться не на предполагаемую зону обитания, а сумеет точно фиксировать наличие жизни на планете по всем критериям.
Некоторые считают, что на жизнь влияют и другие факторы: активный геологический цикл, наличие расплавленного ядра, тектоники плит, вулканов и магнитного поля. Вот только эти характеристики не могут быть зафиксированы нашими технологиями.
Поэтому наилучший вариант – создать телескопы, способные находить биоподписи. В НАСА сейчас планируют два проекта, которые смогут сканировать небо в поиске экзопланет, похожих на Землю. Это HabEx и LUVOIR. Если эта концепция сработает, то ученым больше не придется пользоваться понятием «зона обитаемости». В тот период уже можно будет сосредоточиться на изучении реальных пришельцев (если мы их найдем).