Загадки космоса. Планеты и экзопланеты - читать онлайн книгу. Автор: Андрей Мурачёв cтр.№ 53

На способность планеты собирать на своей поверхности воду в устойчивые водоемы и поддерживать температурный баланс оказывает влияние огромное число факторов и процессов. К ним относятся свойства планеты, планетной системы и звезды (такие как особенности звездного спектра, активность звезды и интенсивность звездных ветров, возраст, интенсивность рентгеновского и ультрафиолетового излучения и наличие звезд-компаньонов) и то, какое влияние друг на друга они оказывают с течением времени. Некоторые из этих факторов, скажем наличие звезды-компаньона, могут создавать весьма причудливые природные условия на планете. Другие, такие как спектр и светимость звезды, меняются с увеличением ее возраста. На одной и той же планете на протяжении миллиардов лет могут складываться совершенно разные климатические условия. Земля в начале своей геологической истории имела непрозрачную плотную горячую атмосферу, но были и периоды, когда она полностью покрывалась льдом ^[72].

Давайте подумаем, какие из этих факторов имеют ключевое значение для жизни на планетах, находящихся у красных карликов? Если вы вспомните о Проксиме Центавра b, то наверняка назовете звездную активность. Но тут стоит иметь в виду, что Kepler-186 – спокойная звезда. За все время наблюдений не было зафиксировано ни одной вспышки, сопоставимой по мощности со вспышкой 2017 года на Проксиме Центавра. Даже если мощные вспышки на Kepler-186 иногда случаются, толстая атмосфера и магнитное поле, предположительно, могут защитить биосферу (если она, конечно, там есть).

Еще одно потенциальное препятствие для жизни – приливный захват планеты. Такое явление должно быть распространено на экзопланетах, находящихся на близких орбитах вокруг своих звезд. Многие из экзопланет, расположенных в зоне обитаемости красных карликов, могут быть приливно заблокированы. На одной половине планеты в этом случае будет вечный день, на другой – вечная ночь. Одно время считалось, что на таких экзопланетах бушует постоянный ураган, на дневной стороне идет непрекращающийся дождь, а на ночной – царит вечная зима¹⁰⁸. Такой климат делает сложную жизнь маловероятной. Дальнейшие же исследования показали, что это всего лишь эффект одномерных климатических моделей. Более сложные, трехмерные, модели демонстрируют, что на таких планетах возможен эффективный теплообмен в атмосфере, уменьшающий разницу между температурами ночной и дневной сторон и в целом делающий этот мир не таким уж ужасным местом¹⁰⁹.

Разобравшись с тем, что способно помешать существованию жизни, подумаем и о том, что может поддерживать потенциальную биосферу на Kepler-186 f и похожих на него мирах. Время жизни родительских звезд? Безусловно. В этом состоит еще одна причина особого внимания ученых к планетам у карликов M-типа. Kepler-186 f находится не просто в зоне обитаемости своей звезды, а в зоне постоянной обитаемости. Это означает, что планета должна не только поддерживать условия для существования водоемов на ее поверхности, но и поддерживать их на протяжении миллиардов лет. Например, еще задолго до того как Солнце станет красным гигантом, океаны Земли испарятся и вся сложная жизнь на ней исчезнет. Земля будет постепенно вытесняться из зоны обитаемости. Это произойдет примерно через миллиард лет из-за повышения температуры и яркости нашего светила. Однако красные карлики эволюционируют очень медленно, в сотни раз медленнее Солнца. Планета, которая образовалась у звезды такого типа в зоне обитаемости, будет оставаться там сотни миллиардов или даже триллионы лет, причем практически при одних и тех же температурных условиях!

Первые живые организмы на Земле появились около 4 миллиардов лет назад. На протяжении долгого времени нашу планету населяли лишь бактерии. Жизнь больше напоминала зеленую слизь из фильмов про пришельцев, чем привычных нам животных и растений. Где-то между 2,1 и 1,8 миллиарда лет назад произошло событие, которое все изменило: появилась первая клетка с ядром (первый эукариот). Это стало революцией в мире микроорганизмов. И с этих пор жизнь начала усложняться. Все многоклеточные организмы, которых мы знаем, являются эукариотами – потомками той первой клетки. Не факт, что будь у нас возможность отмотать пленку на 2 миллиарда лет назад и запустить все с самого начала, то снова появились бы эукариоты. По прошествии 4 миллиардов лет жизнь все так же могла бы представлять собой зеленую слизь ^[73]. Земле повезло, но везет ли так другим мирам? Красные карлики предоставляют экзопланетам сотни миллиардов лет на эксперименты с жизнью.

Пусть на дворе стоит осень 2100 года, вы залюбовались плакатом туристического агентства NASA и вот уже сами не понимаете, как оказались в звездолете, который с минуты на минуту высадит вас на Kepler-186 f. Что вы увидите в иллюминатор, совершая последний перед посадкой облет планеты? Ни лесов, ни лугов на планете нет. Эволюция их еще «не придумала». Поверхность покрывают лишь примитивные лишайники. Но какую поверхность! С высоты звездолета вы видите, что на планете нет хребтов, гор – да и вообще, вам кажется, что она невероятно плоская. Повсюду то ли ветвящиеся и расползающиеся по поверхности океана острова, то ли гигантские и многочисленные озера, разбросанные в беспорядке, зажатые «пальцами» суши. Ничего хоть чем-то напоминающего материки Земли. Мир-архипелаг. Конечно, этому есть объяснение, говорите вы себе. Плотная атмосфера усилила разрушительное действие ветров, эрозия оказалась более быстрой, чем на Земле, все горы превратились в песок еще до того, как успели вырасти, и океаны вышли за пределы своих бассейнов и затопили экзопланету.

Разумеется, никаких подтверждений описанной выше картине нет, но она не противоречит имеющимся у нас представлениям об эволюции суперземель. А значит, возможна если не на Kepler-186 f, то на какой-нибудь другой суперземле.

Рисунок 26. Плакат NASA с приглашением на Kepler-186 f

Ваш звездолет садится в прибрежной полосе какого-то острова, в небе оранжевая звезда, навечно застывшая возле горизонта. Под ногами хлюпает черное болото из незнакомой жизни, расцветшей в теплых прибрежных водах. Эксперименты эволюции с химией и благоприятнейшие условия привели к тому, что на планете возникло несколько принципиально разных типов жизни. После такого жизнь на Земле кажется невероятно скучной. Эти существа знают о фотосинтезе, но кто-то из них стал полностью черным, чтобы не потерять ни фотона тусклого света, а кто-то предпочел красный цвет, улавливая излучение звезды в диапазоне его максимальной мощности. Пока ученые не нашли многоклеточных существ, но кто знает, что таит в себе толща океана.

Немного поодаль разгружают ящики с находками члены экспедиции, вернувшиеся с ночной стороны планеты. Что они там увидели, что нашли?..