Еще несколько десятилетий назад наука не могла ответить на один простой вопрос. Звучит он так – а много ли воды в космосе? Или наша планета в этом отношении является абсолютно уникальным миром? И, как выяснилось позже, воды во Вселенной много…
Совсем недавно группа исследователей из НАСА заявила, что еще раз нашла подтверждение того, что планеты, имеющие океаны, могут быть чрезвычайно распространенным явлением в космосе. Да, такое заявление делается не впервые. Однако конкретно это весьма и весьма интересно. Ведь речь идет о планетах, которые могут быть пригодными для жизни в условиях, сильно отличающихся от земных…
Во Вселенной много пригодных для жизни океанских миров
И для оценки справедливости этого утверждения даже нет необходимости покидать Солнечную систему. Потому что такие космические тела как Церера, Каллисто, Европа, Ганимед, Энцелад, Титан и, возможно, Диона, Мимас, Тритон и Плутон могут быть вполне подходящими местами для жизни. Потому что у них есть большие запасы воды. Кроме того, все они имеют органические молекулы. И источники тепла, которое генерирует гравитационные приливные силы. То есть у этих объектов есть все основные компоненты для зарождения жизни. Но при других условиях, нежели на Земле.
Поскольку в нашей звездной системе воды очень много, почему бы ей не изобиловать и в других системах? В конце концов водород и кислород – одни из самых распространенных элементов во Вселенной! И именно этому вопросу посвятили свою новую работу ученые из НАСА. В своем исследовании они изучали параметры различных экзопланет. И обнаружили, что нельзя исключать, что на самом деле миры, где есть жидкие океаны, достаточно многочисленны во Вселенной. Чтобы прийти к такому выводу, исследователи задались вопросом – могут ли другие звездные системы в Млечном Пути иметь планеты с собственным внутренним океаном, который при этом является геологически активным? И если это так, такая активность может быть обнаружена.
Для проведения работ ученые использовали весьма продвинутый телескоп, предназначенный для поиска экзопланет. Который мог улавливать такие сигналы. На данный момент в мире существует лишь один инструмент, который обладает такими способностями. И с его помощью можно увидеть активность водяного пара в атмосферах экзопланет.
Фактически это исследование началось в 2017 году, когда ученые приступили к проведению анализа первых полученных результатов. Построенные математические модели должны были дать исследователям информацию о распространенности водных миров во Вселенной. Ученые отобрали для работы 53 экзопланеты, имеющие размеры, подобные размерам Земли.
Ориентир – спутники планет-гигантов
После определения группы исследуемых миров ученые попытались выяснить, сколько энергии каждый из них может генерировать и выделять в виде тепла. В качестве шаблона они использовали океанические миры нашей Солнечной системы. Исследователи пришли к выводу, что тепло может появляться двумя путями. Первый – это распад радиоактивных элементов, которые имеются в коре и мантии планеты. Второй – это приливное нагревание, вызванное гравитационными взаимодействиями с другими объектами.
В случае скалистых планет, подобных нашей, это тепло выделяется через кору и мантию путем вулканической деятельности и при движении тектонических плит. В случае спутников, таких как Европа, Энцелад или Тритон, это происходит в виде криовулканизма. То есть процесса, при котором вода выходит сквозь замерзшую поверхность через трещины в ней. Но какой бы процесс не был задействован, ученые могут определить, сколько именно выделяется тепла. И по этому параметру вычислить, существуют ли необходимые условия для жизни.
Если, например, вулканической активности слишком много, поверхность планеты является просто расплавленной равниной. И вулканические газы создали бы в таком мире токсичную атмосферу. Однако если активности было бы мало, атмосфера была бы слишком слабой и не имела бы достаточного количества парниковых газов. И ее поверхность была бы просто замороженной пустыней. То же самое относится и к криовулканизму. Избыточное количество тепла может привести к тому, что океан станет слишком теплым. А если наоборот – океану не хватит энергии для существования в жидком виде.
И какие были получены результаты?
Расчеты ученых показали, что более четверти из 53 исследуемых экзопланет, вероятно, являются планетами, имеющими океан. Если быть точнее – 14 из 53. Кроме прочих, исследователи изучили и популярную систему TRAPPIST-1. Она имеет семь скалистых экзопланет, некоторые из которых могут иметь воду. Согласно расчетам исследователей, TRAPPIST-1 e, f, g и h могут быть планетами с океаном. Только представьте – 4 из 14 потенциальных водных миров находятся в одной системе!
Тем не менее следует помнить, что очень немногие исследуемые экзопланеты были изучены непосредственно. Анализ исследования основан на некоторых предположениях. И содержит множество неопределенностей. Да, это похоже на гадание на кофейной гуще. Но все же не является бесполезным трудом. Создаваемые и тестируемые математические модели с вероятностью сто процентов понадобятся в будущем. После запуска в космос телескопа имени Джеймса Уэбба, который должен состояться в этом году, у астрономов будет очень много гораздо более точных данных о характеристиках экзопланет. И их будут обрабатывать с помощью новой математики.
Зона обитаемости. Не для всей Вселенной
Предположим на мгновение, что на одном из океанических миров Солнечной системе обнаружена жизнь. Независимо от того, одноклеточная это будет жизнь или сложная, это будет эпохальное открытие. Оно перевернет с ног на голову некоторые из наиболее устоявшихся концепций современной науки. Например – концепцию обитаемой зоны. Она может стать просто ненужной. Если вдруг выяснится, что жизнь смогла появиться не только на поверхности планеты, которая находится на нужном расстоянии от своей звезды.
При подобном сценарии даже не имеет значения, имеет ли этот гипотетический океанский мир атмосферу или нет. Конечно, нужно непременно обратить внимание на такие миры, как Энцелад или Европа, чьи поверхности полностью заморожены. И если будет доказано, что эти миры обитаемы, ученым будет необходимо пересмотреть концепцию обитаемой зоны. Возможно она будет нужна только для того, чтобы искать во Вселенной планету, имеющую разумную жизнь. Ведь сложно представить, что в местах, подобных Европе, можно найти жизнь сложную.
Как бы то ни было, получив новые данные мы сталкиваемся с весьма интригующим вопросом. Выясняется, что миры, богатые водой, достаточно распространены во Вселенной. Просто нужно внимательно взглянуть на нашу Солнечную систему. Однако Земля – это единственная в нашей системе обитаемая скалистая планета. Так может быть все эти миры больше похожи на Энцелад, чем на Землю? И с другой стороны не следует забывать, что на самом деле совершенно непонятно, в каких средах вообще может существовать жизнь…
Будем надеяться, что с появлением новых телескопов мы откроем для себя хоть немного истины…