Есть ли жизнь у звезды TRAPPIST-1, и где еще человечество мечтало поселиться, но жестоко разочаровалось
22 февраля во время большой пресс-конференции, которой общественность ждала с нетерпением, американское Национальное агентство по воздухоплаванию и исследованию космического пространства NASA объявило об обнаружении семи экзопланет в системе звезды TRAPPIST-1, три из которых могут быть пригодны для жизни. Звезда по размерам напоминает Юпитер и расположена примерно в 39 световых годах от Земли.Насколько возможно переселение людей на другие планеты, и сколько длится эта история?
«Новые планеты за пределами нашей Солнечной системы! Мы обнаружили самые приближенные к размеру Земли планеты в жизнепригодной зоне одной звезды под названием TRAPPIST-1. Эта система из семи каменных миров, каждый из которых потенциально имеет воду на поверхности, — удивительное открытие в ходе поисков жизни в других мирах. Открытие устанавливает новый рекорд по наибольшему числу планет в жизнепригодной зоне, найденных вокруг одной звезды за пределами нашей Солнечной системы. На всех этих планетах может быть вода в жидком виде, — важнейший фактор существования жизни в том виде, который нам известен, — с учетом подходящих атмосферных условиий, однако шансы наиболее высоки на трех из планет в жизнепригодной зоне. Эти иллюстрации показывают планеты системы TRAPPIST-1, включая плакат для путешественников и возможный вид поверхности TRAPPIST-1f, одной из новых открытых планет», — говорится в подписи к серии иллюстраций в официальном инстаграме NASA.
В другой публикации из нескольких изображений NASA предлагает взглянуть на экзопланеты, открытые ранее.
Но все-таки, есть ли планеты, пригодные для жизни, кроме Земли? На данным момент развития науки ни одно другое небесное тело нельзя уверенно признать пригодным для жизни. Поэтому ученые оценивают степень пригодности той или иной планеты для жизни, сравнивая условия на ней с земными. Тем не менее, космическое тело, непригодное для такой жизни, к которой мы все привыкли, может оказаться пригодным для другого типа жизни, и этим вопросом занимается альтернативная биохимия.
Итак, большинство ученых проявляет наибольший интерес к небесным телам, где условия жизни наиболее схожи с земными. Речь идет о массе и строении планеты или луны, химическом составе, орбитальными характеристиками, параметрами звезды, вокруг которой обращается данное тело. NASA в своей программе развития астробиологии определяет следующие признаки жизнепригодности: крупные водоемы, атмосферные и гравитационные условия, в которых могут синтезироваться сложные органические вещества, а также источник энергии для поддержания метаболизма живых организмов.
Мысли о том, что жизнь может существовать за пределами Земли, возникли очень давно. Этот вопрос изучали философы и представители естественнонаучного направления. Но лишь в XX веке произошло два крупных прорыва в исследованиях в этой области: возможность запуска автоматических межпланетных станций для изучения других планет и лун Солнечной системы позволила получить много новых данных, чтобы сравнивать другие планеты с Землей, а с 1991 года, когда была найдена первая экзопланета PSR 1257+12, ученые поставили поиск экзопланет на поток, и их число постоянно растет. Это открытие позволило доказать, что планеты могут формироваться не только вокруг Солнца, и поиск жизни расширился за пределы Солнечной системы.
Кадр из фильма “Le Voyage Dans La Lune” («Путешествие на Луну»), 1902 год. Moviestore Collection/REX/Shutterstock
Луна — наиболее близкое, естественное и доступное место для колонизации. В 60-х годах XX века СССР и США вступили в космическую гонку и даже составили планы строительства лунных баз. Советские и американские программы исследования Луны показали, что полеты на Луну осуществимы, хоть и очень дорого стоят. Тем не менее, энтузиазм по поводу создания колонии на Луне поостыл: анализы лунной пыли, доставленной астронавтами, показали, что там мало легких химических элементов, необходимых для поддержания жизнедеятельности. Ученые все еще мечтают о лунных базах, так как это предоставило бы исключительные возможности для исследований в планетологии, астрономии, космологии, космической биологии и других направлений науки. Человечество могло бы лучше узнать, как образовалась и развивалась Солнечная система, как появилась жизнь на Земле, а также получить более четкие изображения отдаленных областей Вселенной, чем с Земли.
На Луне есть множество полезных ископаемых, которые пригодились бы в промышленности, в том числе — железо, алюминий, титан. Глубокий вакуум и дешевая солнечная энергия позволили бы вывести электронику, металлургию, металлообработку и некоторые другие области производства на качественно новый уровень. Из-за отсутствия кислорода в атмосфере можно было бы производить более качественную металлургическую продукцию, получать сверхчистые сплавы и подложки микросхем. И, разумеется, Луна была бы отличным местом для перевода вредных и опасных производств с Земли ради сохранения экологии.
Четыре снимка Марса во время лета в северном полушарии, сделанные 30 марта 1997 года телескопом Хаббла и опубликованные NASA. F&A Archive/REX/Shutterstock
Марс — это второе после Луны место, о котором мечтали потенциальные колонизаторы и писатели-фантасты. Недавние исследования NASA подтвердили, что на Марсе есть вода, следовательно, на этой планете условия достаточны для поддержания жизни. Свойства марсианского грунта — кислотно-щелочной баланс, необходимые для растительной жизни химические элементы — похожи на земные, что означает теоретическую возможность выращивать на Марсе растения. Общая площадь Марса примерно равна площади земной суши, есть большие запасы воды и углерод в виде диоксида углерода в атмосфере. Атмосфера Марса достаточно тонкая, а климат холоднее. Сила тяжести составляет примерно трети от той, что на Земле.
Ученые обсуждают возможность создания поселений на Марсе в виде баз, а также глобального терраформирования Марса (создания атмосферы), чтобы сделать всю планету пригодной для жизни. С 2010 года Исследовательский центр имени Эймса разрабатывает проект безвозвратного направления людей на Марс с целью колонизации планеты под названием «Столетний космический корабль». Смысл в том, чтобы отправлять на Марс людей в один конец, а дальнейшие полеты доставляли бы новых колонистов и пополняли запасы существующей колонии.
Пятна на карликовой планете Церера, 4 мая 2015 года. NASA/REX/Shutterstock
Карликовая планета Церера всего 950 км в диаметре. Она находится в Главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером и обращается вокруг солнца за 4,6 года. Средняя температура на поверхности — -106 градусов Цельсия, но она может достигать -33 градусов. Астрономы считают, что Церера на 25% состоит из воды, объемы которой могут превышать все запасы пресной воды на Земле. По данным ученых, вода на Церере находится не на поверхности, а в мантии и в виде льда.
Поскольку Церера расположена между планетами земной группы и планетами-гигантами, она может отлично послужить естественной базой для межпланетных путешествий. Гравитация здесь низкая, и это делает транспортировку грузов с Цереры крайне эффективной с точки зрения энергозатрат. Эта карликовая планета могла бы стать базой для освоения астероидов и добычи на них минерального сырья. Колонизация Цереры будет сложной из-за того, что она находится в поясе астероидов и сюда долетает мало солнечного света.
Лучи от свежих кратеров расходятся радиально и кажутся голубыми или белыми. Синие и темно-синие области — геологические образования на Меркурии, похожие на кору и слабо отражающие лучи. Бежевые области — равнины, образованные за счет извержения высокоподвижной лавы. Кратер в правом верхнем углу, лучи от которого расходятся по всей планете, называется Хокусай. Снимки сделаны аппаратом NASA Messenger 25 февраля 2013 года. NASA/John Hopkins/Carnegie Inst./REX/Shutterstock
Меркурий, несмотря на свою близость к Солнцу, также рассматривается учеными как кандидат на колонизацию. Однако желание не всегда совпадает с реальной возможностью: ученых привлекает большое количество солнечной энергии, которую можно использовать для жизнеобеспечения, но температуры здесь достигают 427 градусов Цельсия. Вряд ли человеку было бы комфортно в таких условиях…
Снимок Венеры, сделанный в рамках программы NASA «Магеллан». Universal History Archive / Universal Images Group/REX/Shutterstock
Венера — сестра-близнец Земли: ее диаметр составляет 95% от диаметра нашей планеты, масса — 81,5% от земной, а сила тяжести — 91% от силы тяжести на Земле. Это самая ближняя к нам планета Солнечной системы, и здесь много солнечной энергии, которую можно было бы использовать для терраформирования (создания условий, пригодных для жизни человека). Но есть и другая сторона этой затеи: на Венере очень жарко, и средняя температура составляет 467 градусов Цельсия, что даже выше, чем на Меркурии. Давление составляет 93 земных атмосферы. Кстати, атмосфера здесь на 97% состоит из углекислого газа, почти нет воды, а сама планета вращается в противоположную сторону по сравнению с Землей. День, как и ночь, длится 58,5 земных суток, а из-за слабого магнитного поля практически нет никакой защиты от повышенной радиации.
Существуют гипотезы, согласно которым на Венере когда-то существовали примитивные формы жизни, поскольку на более ранних стадиях существования Солнечной системы планета якобы развивалась по сценарию, схожему с земным. Однако из-за экстремальных условий на поверхности планеты ученым пока не удается получить сколько-нибудь достоверные сведения, позволяющие говорить наверняка о жизни на Венере на каком-либо из этапов.
Снимок крупнейшей луны Сатурна — Титана, сделанный аппаратом «Кассини-Гюйгенс» 26 октября 2004 года. Снимок сделан в ультрафиолетовом и инфракрасном спектрах и собран из четырех разных изображений. Красный и зеленый отражают инфракрасный спектр волны и показывают области, где метан, содержащийся в атмосфере, поглощает свет. Северное полушарие получилось более ярким и красным. Синий отображает ультрафиолетовые волны и показывает верхние слои атмосферы и отдельные области скопления облаков. У Титана огромная атмосфера, простирающаяся на сотни километров над поверхностью. Резкие переходы яркости излучения на поверхности Титана и облака возле южного полюса очевидны в инфракрасном спектре. Масштаб данного изображения — 6,4 км на пиксель. REX/Shutterstock
Титан — это самый крупный спутник Сатурна. Ученые считают его одним из кандидатов на колонизацию во внешней части Солнечной системы, поскольку здесь обнаружены углеводороды, источники энергии для большей части современного земного оборудования. Кроме того, ученые не исключают возможность наличия здесь жидких органических соединений и даже некислородной жизни. Температура на поверхности Титана — около -197 градусов по Цельсию, поэтому вода в виде льда здесь не испаряется и не сублимируется, а остается в твердом виде. Согласно нынешним планам флагманской программы NASA (Outer Planet Flagship), Титан и Энцелад (другой спутник Сатурна) — приоритетные цели для дальнейшей разведывательной миссии, которая намечена на середину 2020-х годов, после чего, возможно, будет планироваться миссия с человеческим экипажем.
В июне 2010 года на основании анализа данных миссии аппарата «Кассини-Гюйгенс» ученые сообщили, что в атмосфере Титана обнаружены аномалии около поверхности. Специалисты выдвинули гипотезу о «дыхании» примитивных форм жизни, согласно которой они могли бы вдыхать газообразный водород и питаться молекулами ацетилена, а вырабатывать при этом метан.
Макет изображения вида на луну Европу с поверхности Юпитера, 9 августа 2013 года. NASA/JPL-Caltech/John S Howard/REX/Shutterstock
Европа — шестой спутник Юпитера, который в 1610 году обнаружил Галилео Галилей. Долгое время за Европой наблюдали при помощи телескопов, а с 1970-х годов для этого использовались космические аппараты. Европа меньше Луны и состоит главным образом из силикатных пород, а в центре у нее имеется железное ядро. Поверхность этой луны Юпитера состоит из льда, на ней очень мало кратеров и много трещин. Существует гипотеза, что под этой ледяной поверхностью есть океан из воды, в котором может существовать микроскопическая жизнь. Внутренний океан Европы не замерзает из-за приливных сил, которые периодически меняются, что вызывает деформацию спутника и нагрев внутренних слоев небесного тела. У Европы есть очень разреженная атмосфера, состоящая в основном из кислорода.
Сейчас Европа рассматривается как одно из основных мест в Солнечной системе, где еще может быть жизнь. На данный момент не обнаружено никаких признаков ее существования, однако вероятность наличия воды в жидком виде заставляет специалистов стремиться направить туда исследовательские миссии для более подробного изучения. В 2006 году старший преподаватель Лаборатории атмосферы и космической физики (LASP) Колорадского университета в Боулдере Роберт Т. Паппалардо заявил: «Мы потратили немало времени и усилий, пытаясь понять, был ли Марс когда-то обитаем. Возможно, сегодня Европа обладает наиболее пригодной для жизни окружающей средой. Мы должны подтвердить это…, но у Европы, вероятно, есть все компоненты для жизни… и не только четыре миллиарда лет назад…, но и сегодня».