Нет ничего более волнующего, чем поиски жизни и разума во Вселенной. Уникальность земной биосферы и человеческого интеллекта бросает вызов нашей веры в единство природы. Человек не успокоится, пока не разгадает загадку своего происхождения. На этом пути необходимо пройти три важные ступени: узнать тайну рождения Вселенной, решить проблему происхождения жизни и понять природу разума.
Изучением Вселенной, её происхождения и эволюции занимаются астрономы и физики. Исследованием живых существ и разума заняты биологи и психологи. А происхождение жизни волнует всех: астрономов, физиков, биологов, химиков. К сожалению нам знакома только одна форма жизни - белковая и только одно место во Вселенной, где эта жизнь существует, - планета Земля. А уникальные явления, как известно, с трудом поддаются научному исследованию. Вот если бы удалось обнаружить другие населённые планеты, тогда загадка жизни была бы решена гораздо быстрее. А если бы на этих планетах нашлись бы разумные существа… Дух захватывает, стоит только представить себе первый диалог с братьями по разуму.
Но каковы реальные перспективы такой встречи? Где в космосе можно найти подходящие для жизни места? Может ли жизнь зародиться в межзвёздном пространстве, или для этого необходима поверхность планет? Как связаться с другими разумными существами? Вопросов много…
Поиски жизни в солнечной системе
ЛУНА - единственное небесное тело, где смогли побывать земляне и грунт которого подробно исследован в лаборатории. Никаких следов органической жизни на Луне не найдено.
Дело в том, что Луна не имеет и никогда не имела атмосферы: её слабое поле тяготения не может удерживать газ вблизи поверхности. По этой же причине на Луне нет океанов - они бы испарились. Не прикрытая атмосферой поверхность Луны днём нагревается до 130 °С, а ночью остывает до –170 °С. К тому же на лунную поверхность беспрепятственно проникают губительные для жизни ультрафиолетовые и рентгеновские лучи Солнца, от которых Землю защищает атмосфера. В общем, на поверхности Луны для жизни условий нет. Правда, под верхним слоем грунта, уже на глубине 1 м, колебания температуры почти не ощущаются: там постоянно около –40 °С. Но всё равно в таких условиях жизнь, вероятно, не может зародиться.
На ближайшей к Солнцу маленькой планете МЕРКУРИЙ ещё не побывали ни космонавты, ни автоматические станции. Но люди кое-что знают о ней благодаря исследованиям с Земли и с пролетавшего вблизи Меркурия американского аппарата «Маринер–10» (1974 и 1975 гг.). Условия там ещё хуже, чем на Луне. Атмосферы нет, а температура поверхности меняется от –170 до 450 °С. Под грунтом температура в среднем составляет около 80 °С, причём с глубиной она, естественно, возрастает.
ВЕНЕРУ в недавнем прошлом астрономы считали почти точной копией молодой Земли. Строились догадки, что скрывается под её облачным слоем: тёплые океаны, папоротники, динозавры? Увы, из-за близости к Солнцу Венера совсем не похожа на Землю: давление атмосферы у поверхности этой планеты в 90 раз больше земного, а температура и днём, и ночью около 460 °С. Ходя на Венеру опустилось несколько автоматических зондов, поиском жизни они не занимались: трудно представить себе жизнь в таких условиях. Над поверхностью Венеры уже не так жарко: на высоте 55 км давление и температура такие же, как на Земле. Но атмосфера Венеры состоит из углекислого газа, к тому же в ней плавают облака из серной кислоты. Словом, тоже не лучшее место для жизни.
МАРС не без оснований считался пригодной для жизни планетой. Хотя климат там очень суровый (летним днём температура составляет около 0 °С, ночью –80 °С, а зимой доходит до –120 °С), но всё же это не безнадёжно плохо для жизни: существует же она в Антарктиде и на вершинах Гималаев. Однако на Марсе есть ещё одна проблема - крайне разряжённая атмосфера, в 100 раз менее плотная, чем на Земле. Она не спасает поверхность Марса от губительных ультрафиолетовых лучей Солнца и не позволяет воде находиться в жидком состоянии. На Марсе вода может существовать только в виде пара и льда. И она действительно там есть, во всяком случае в полярных шапках планеты. Поэтому с большим нетерпением все ждали результатов поисков марсианской жизни, предпринятых сразу же после первой удачной посадки на Марс в 1976 г. автоматических станций «Викинг–1 и –2». Но они всех разочаровали: жизнь не была обнаружена. Правда это был лишь первый эксперимент. Поиски продолжаются.
ПЛАНЕТЫ-ГИГАНТЫ. Климат Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна совершенно не соответствует нашим представлениям о комфорте: очень холодно, ужасный газовый состав (метан, аммиак, водород и т. д.), практически нет твёрдой поверхности - лишь плотная атмосфера и океан жидких газов. Всё это очень непохоже на Землю. Однако в эпоху зарождения жизни и Земля была совсем не такой, как сейчас. Её атмосфера скорее напоминала венерианскую и юпитерианскую, разве что была теплее. Поэтому в ближайшее время непременно будет осуществлён поиск органических соединений в атмосфере планет-гигантов.
СПУТНИКИ ПЛАНЕТ И КОМЕТЫ. «Семейство» спутников, астероидов и ядер комет очень разнообразно по своему составу. В него, с одной стороны, входит огромный спутник Сатурна Титан с плотной азотной атмосферой, а с другой - мелкие ледяные глыбы кометных ядер, большую часть времени проводящие на далёкой периферии Солнечной системы. Серьёзной надежды обнаружить жизнь на этих телах не было никогда, хотя исследование на них органических соединений как предшественников жизни представляет особый интерес. В последнее время внимание экзобиологов (специалистов по внеземной жизни) привлекает спутник Юпитера Европа. Под ледяной корой этого спутника должен быть океан жидкой воды. А где вода - там жизнь.
В упавших на землю метеоритах иногда обнаруживают сложные органические молекулы. Сначала было подозрение, что они попадают в метеориты из земной почвы, но теперь их внеземное происхождение вполне надёжно доказано. Например, упавший в Австралии в 1972 г. метеорит Мерчисон был подобран уже на следующее утро. В его веществе нашли 16 аминокислот - основных строительных блоков животных и растительных белков, причём лишь 5 из них присутствуют в земных организмах, а остальные 11 на Земле редки. К тому же среди аминокислот метеорита Мерчисон в равных долях присутствуют левые и правые молекулы (зеркально симметричные друг другу), тогда как в земных организмах - в основном левые. Кроме того в молекулах метеорита изотопы углерода 12С и 13С представлены в иной пропорции, чем на Земле. Это, бесспорно, доказывает, что аминокислоты, а также гуанин и аденин - составные части молекул ДНК и РНК, могут самостоятельно формироваться в космосе.
Итак, пока в Солнечной системе нигде кроме Земли, жизнь не обнаружена. Учёные не питают на этот счёт больших надежд; скорее всего Земля окажется единственной живой планетой. Например, климат Марса в прошлом был более мягким, чем сейчас. Жизнь могла там зародиться и продвинуться до определённой ступени. Есть подозрение, что среди попавших на Землю метеоритов некоторые являются древними осколками Марса; в одном из них обнаружены странные следы, возможно принадлежащие бактериям. Это ещё предварительные результаты, но даже они привлекают интерес к Марсу.
Условия для жизни в космосе
В космосе мы встречаем широкий спектр физических условий: температура вещества меняется от 3-5 К до 107-108 К, а плотность - от 10-22 до 1018 кг/см3. Среди столь большого разнообразия нередко удаётся обнаружить места (например, межзвёздные облака), где один из физических параметров с точки зрения земной биологии благоприятствует развитию жизни. Но лишь на планетах могут совпасть все параметры, необходимые для жизни.
ПЛАНЕТЫ ВБЛИЗИ ЗВЁЗД. Планеты должны быть не меньше Марса, чтобы удержать у своей поверхности воздух и пары воды, но и не такими огромными, как Юпитер и Сатурн, протяжённая атмосфера которых не пропускает солнечные лучи к поверхности. Одним словом, планеты типа Земли, Венеры, возможно, Нептуна и Урана при благоприятных обстоятельствах могут стать колыбелью жизни. А обстоятельства эти довольно очевидны: стабильное излучение звезды; определённое расстояние от планеты до светила, обеспечивающее комфортную для жизни температуру; круговая форма орбиты планеты, возможная лишь в окрестностях уединённой звезды (т. е. одиночной или компонента очень широкой двойной системы). Это главное. Часто ли в космосе встречается совокупность подобных условий?
Одиночных звёзд довольно много - около половины звёзд Галактики. Из них около 10% сходны с Солнцем по температуре и светимости. Правда, далеко не все они также спокойны, как наша звезда, но приблизительно каждая десятая похожа на Солнце и в этом отношении. Наблюдения последних лет показали, что планетные системы, вероятно, формируются у значительной части звёзд умеренной массы. Таким образом, Солнце с его планетной системой должны напоминать около 1% звёзд Галактики, что не так уж мало - миллиарды звёзд.
ЗАРОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТАХ. В конце 50-х гг. XX столетия американские биофизики Стэнли Миллер, Хуан Оро, Лесли Оргел в лабораторных условиях имитировали первичную атмосферу планет (водород, метан, аммиак, сероводород, вода). Колбы с газовой смесью они освещали ультрафиолетовыми лучами и возбуждали искровыми разрядами (на молодых планетах активная вулканическая деятельность должна сопровождаться сильными грозами). В результате из простейших веществ очень быстро формировались любопытные соединения, например 12 из 20 аминокислот, образующих все белки земных организмов, и 4 из 5 оснований, образующих молекулы РНК и ДНК. Разумеется, это лишь самые элементарные «кирпичики», из которых по очень сложным правилам построены земные организмы. До сих пор непонятно, как эти правила были выработаны и закреплены природой в молекулах РНК и ДНК.
ЗОНЫ ЖИЗНИ. Биологи не видят иной основы для жизни, кроме органических молекул - биополимеров. Если для некоторых из них, например молекулы ДНК, важнейшей является последовательность звеньев-мономеров, то для большинства других молекул - белков и в особенности ферментов - важнейшей является их пространственная форма, которая очень чувствительна к окружающей температуре. Стоит повыситься температуре, как белок денатурируется - теряет свою пространственную конфигурацию, а вместе с ней и биологические свойства. У земных организмов это происходит при температуре около 60 °С. При 100-120 °С разрушаются практически все земные формы жизни. К тому же универсальный растворитель - вода - при таких условиях превращается в атмосфере Земли в пар, а при температуре менее 0 °С - в лёд. Следовательно, можно считать, что благоприятный для возникновения диапазон температур - 0-100 °С.
До сих пор человечество не может ответить на вопрос одни ли мы во Вселенной? Однако наблюдения за НЛО и таинственные космические снимки заставляют верить в инопланетян. Давайте разберемся, где ещё, кроме нашей планеты, возможно существование жизни.
Туманность Ориона
Тyмaннoсть Оpиона является одной из самыx ярких туманностей на небе, из тех, что видны невооруженным глазом. Находится эта туманность в полутора тысячах световых лет от нас.
Ученые обнаружили в туманности множество частиц, из которых возможно формирование жизни в нашем понимании. В туманности есть такие вещества, как метанол, вода, окись углерода и цианистый водород.
Экзопланеты
Вo вселенной миллиapды экзопланет. И некоторые из ниx содержат огромное количество органических веществ. Планеты также вращаются вокрyг своих звезд, как и наша Земля вокруг Солнца. А если повезет, то некоторые из них вращаются на таком оптимальном расстоянии от своей звезды, при котором они получают тепла достаточно, чтобы присутствующая на планете вода находилась в жидком виде, а не в твердом или газообразном.
Кроме того, для возникновения жизни на планете, она должна обладать ещё рядом обязательных условий. Наличие спутника, а также магнитное поле является несомненным плюсом для возникновения жизни. Каждый год ученые открывают всё новые и новые экзопланеты, на которых возможно возникновение и существование жизни.
Кеплеp 62e - экзoплaнета, которая наиболее широко yдовлетворяет условиям для поддержания жизни. Она вращается вокруг звезды Kepler-62 (в созвездии Лиры) и удалена от нас на 1200 световыx лет. Предполагают, что планета в полтора раза тяжелее Земли, а её поверхность полностью покрыта 100-киллометровым слоем воды.
Кроме того, средняя температура поверхности планеты по расчетам чуть выше земной и составляет 17°С, а ледяные шапки на полюсах могут и вовсе отсутствовать.
Ученые говорят о 70-80% вероятности того, что на этой планете возможно существование какой-нибудь формы жизни.
Энцелад
Энцелaд является oдним из спyтников Сатуpна. Он был открыт ещё в 18 веке, но интерес к нему возрос немного позже, после того, как космический аппарат «Вояджер 2» обнаружил, что поверxность спутника имеет сложную структуру.
Она полностью покрыта льдом, имеет хребты, области со множеством кратеров, а также совсем молодые области, залитые водой и замерзшие. Это делает Энцелад одним из трех геологически активных объектов во внешней Солнечной Системе.
Межпланетный зонд Кассини в 2005 году изучал поверхность Энцелада и сделал множество интересных открытий. Кассини обнаружил, углерод, водород и кислород на поверхности спутника, а это ключевые компоненты для формирования жизни.
Также в некоторых районах Энцелада были найдены метан и органические вещества. Кроме того, зонд выявил наличие жидкой воды под поверхностью спутника.
Титан
Титaн является кpyпнейшим спутникoм Сатурна. Его диаметр составляет 5150 км, это на 50% больше диаметра нашей Луны. По своим размерам Титан превосxодит даже планету Меркурий, немного уступая ему по массе. Титан считается единственным спутником планеты в Солнечной Системе, который обладает собственной плотной атмосферой, состоящей в основном из азота.
Температура на поверхности спутника составляет минус 170-180°C. И, хотя это считается слишком холодной средой для возникновения жизни, большое количество органических веществ на Титане могут свидетельствовать о другом. Роль воды в построении жизни здесь может играть жидкие метан и этан, которые находятся здесь в нескольких агрегатных состояниях.
Поверхность Титана состоит из метан-этановых рек и озер, водяного льда и осадочных органических веществ. Кроме того, возможно, что под поверхностью Титана находятся более комфортные условия для жизни. Возможно там есть теплые термальные источники, богатые жизнью. Поэтому этот спутник является предметом будущих исследований.
Каллисто
Кaллистo является втоpым по величине естественным спyтником Юпитера. Его диаметр составляет 4820 км., что составляет 99% от диаметра планеты Меркурий. Этот спутник, один из наиболее удаленныx от Юпитера. Это значит, что убийственная радиация планеты действует на него в меньшей степени.
Спутник всегда обращен одной стороной к Юпитеру. Всё это делает его одним из наиболее вероятных кандидатов на создания там в будущем обитаемой базы для исследования системы Юпитера. И хотя Каллисто не имеет плотной атмосферы, его геологическая активность равно нулю, он является одним из кандидатов на обнаружение живых форм организмов.
Всё потому что на спутнике найдены аминокислоты и другая органика, которая необходима для возникновения жизни. Кроме того, под поверхностью планеты может быть подземный океан, который богат минералами и другими органическими соединениями.
Г. НИКОЛАЕВ. По материалам журнала "Der Spiegel".
В Млечном Пути - много планет
Телескоп в Канберрской обсерватории (Австралия).
Когда свет от далекой звезды не встречает на своем пути никакого препятствия, до Земли доходит только малая часть света.
Обсерватория на Гавайских островах.
В космосе странствует облако из пыли и газа.
При сильном увеличении на спутнике Юпитера - Европе можно разглядеть ледяные торосы (фото слева). Зонд "Галилей" (фото в центре). Взгляд на иной мир. Картина, переданная зондом "Галилей" с Европы - луны Юпитера.
Австралийскому студенту Крису Фрагиле было поручено во время ночного дежурства в обсерватории пронаблюдать за звездой № 305367462411, находящейся недалеко от центра Млечного Пути. Каждые полчаса он измерял с помощью специального инструмента световой поток от этой звезды. И вот что заметил Крис: свет звезды на какое-то время вдруг стал много ярче... Причину такого феномена студент узнал позже. Но сейчас он с полным правом говорит: "Я был свидетелем эпохального события".
Когда другой австралийский астроном Бруц Петерсон обрабатывал кривую светимости, полученную от этой же звезды, у него, как он сам говорит, перехватило дух: ученый понял, что неожиданное увеличение светимости, замеченное Крисом Фрагиле, объясняется тем, что на фоне диска звезды проходило очень маленькое небесное тело. Это было открытием планеты в далеком космосе. И самое замечательное здесь то, что открыта планета маленькая, подобная Земле вращающаяся вокруг своей звезды (как показали дальнейшие вычисления) примерно на таком же расстоянии, как мы от Солнца. Следовательно, температура на ее поверхности должна быть такой же, как у нас. "Вполне возможно, - считает на основании всего этого Петерсон, - что там возникла какая-то жизнь".
Несколько месяцев астроном повторял и снова повторял наблюдения за звездой в центре Млечного Пути. Параллельно с ним это же делали ученые из новозеландских и американских обсерваторий. Все результаты подтвердили первое наблюдение студента. И только тогда австралийские астрономы опубликовали свое открытие. Они оказались удачливыми охотниками за планетами, но были отнюдь не первыми.
В 1995 году швейцарские астрофизики Мишель Майор и Дидьер Келоз с помощью математической обработки полученных телескопом и компьютером диаграмм открыли, что у звезды, находящейся от нас на расстоянии 48 световых лет (звезда "51" в созвездии Пегаса) есть спутник. Он огромный, тяжелый, похожий на наш Юпитер. О существовании жизни на такой массивной планете не может быть и речи. Это было открытие первой планеты вне Солнечной системы. С тех пор, всего за четыре года, астрономы мира отыскали еще 18 звезд, имеющих хотя бы по одному спутнику.
В апреле нынешнего, 1999, года американские ученые сообщили, что на расстоянии всего лишь в 44 световых года от Земли у звезды, которая видна невооруженным глазом (Ипсилон Андромеды), есть три спутника. Так была открыта первая по соседству с нами солнечная система. Но, как и все обнаруженные до сих пор, ее планеты тоже не пригодны для жизни. Они массивны и близко расположены к своим звездам-солнцам. Значит, там гигантская сила тяжести и адская температура на поверхности. Так что пока единственной теоретически пригодной для возникновения жизни можно считать лишь ту планету, что обнаружена австралийцами.
Ученые мира вплотную взялись за решение сложнейшей загадки, которая издавна волнует человечество: одиноки мы во Вселенной и Земля - это лишь "склеп мироздания" (по словам Жана Пауля) или на других небесных телах тоже есть живые существа, пусть даже совсем не похожие на земные?
Астроном Стив Беквит, который до недавнего времени был шефом команды, руководящей орбитальным телескопом, носящим имя Хаббла, придерживается весьма оптимистической точки зрения: "В Галактике достаточно планет", и притом, по его словам, "с благоприятными условиями для жизни".
В последние годы Беквит настойчиво изучает "гнезда" нарождающихся звезд. По его подсчетам, каждое второе из этих юных светил окружено газопылевым диском. Из этого твердого или газообразного материала в будущем образуются спутники звезды. И рождение таких планетарных семейств не исключение, а, скорее, правило.
Поиск по косвенным уликам
Зарождение жизни в планетарных системах молодых звезд, как считают теперь геологи и биологи, происходит существенно чаще, чем предполагалось ранее. Доказано, что на земном шаре, после того как он сформировался из материи околосолнечного диска, биологически автивные молекулы синтезировались по прошествии всего нескольких сотен миллионов лет с момента возникновения жизни.
"Тотчас, как только возникают сходные с земными физические условия, - пишет нобелевский лауреат Христиан де Дуве, - возникает жизнь". По его мнению, "почти принудительно".
В планах НАСА и Европейского космического агентства - запустить на орбиту гигантский телескоп с одним лишь заданием: искать во Вселенной планеты, принадлежащие другим солнцам. "Я мечтаю, - говорит руководитель американской космической организации Дан Гольдин, - что однажды мы получили снимок похожей на Землю планеты и с таким разрешением, четкостью, что сможем различить облака, континенты, океаны".
Но до этого еще долгий путь. Ныне актуальная задача - искать косвенные признаки далеких планет. Даже для той, открытой австралийцами, "сестры" Земли не определены еще координаты в пространстве. По предварительным подсчетам, планета - двойник Земли - находится на расстоянии в 20 тысяч световых лет от нас. Смешно, конечно, говорить о том, что какие-то существа с этой планеты могли бы просигналить нам световыми лучами: им пришлось бы ждать нашего ответа 40 тысяч лет!
Австралийцы нашли эту сенсационную планету благодаря примененной ими новой поисковой технике. Обсерватория Маунт-Стромоло пережила реконструкцию и стала на сегодня самой совершенной в мире для поиска далеких планет. Телескопы, соединенные с компьютерами, ночь за ночью наблюдают миллионы звезд в центре Млечного Пути. Автоматы регистрируют световой поток, испускаемый каждой из наблюдаемых звезд. Астроном Петерсон командует потоком цифр, полученных компьютером. Нажатием кнопки он вызывает на экран данные о любой из заинтересовавших его звезда и ее изображение.
"Здесь, в середине, - указывает Петерсон на серое пятно на негативе, - это звезда под номером 305367462411, которая навела нас на след планеты".
Самой планеты на снимке не видно - слишком мало света она отражает. Но ее несомненное присутствие выдает эффект, открытый еще А. Эйнштейном. Когда планета проходит между своим Солнцем и направлением, в котором находится наша Земля, то на Земле изображение далекого Солнца становится много ярче, чем обычно: тяготение планеты, подобно линзе, собирает его лучи.
Но могут быть и другие причины таких кратковременных вспышек звезды. Вот почему Петерсон, дабы разрешить сомнения, послал через Интернет свой запрос во все обсерватории южного полушария. Одним из тех, кто подтвердил явление, обнаруженное Петерсоном, и был студент Крис Фрагиле. По запросу Петерсона ему дали задание наблюдать за звездой № 305367462411.
Поиск далеких планет требует много терпения, но порой он дает также и ни с чем несоизмери мое счастье. Астрономы из Калифорнии Джоф Марсей и Пауль Батлер десять лет охотились за дальними планетами, но ни одна не попалась в их "силки". Среди коллег они прослыли упрямцами, занявшимися безнадежным делом. Упрямство ли, упорство ли подтолкнуло их на поиски более совершенной техники. А в том, что планеты существуют, у них сомнений не было...
Новые инструменты окупили себя: Марсей и Батлер обнаружели планету класса Юпитера, а вскоре и еще 12 далеких планет. Теперь у этих "упрямцев" такой план: обследовать 900 ближайших к Земле звезд. Они уверенно заявляют: "У каждой второй мы найдем планеты".
Инструменты, с которыми они сейчас работают, настолько чувствительны, что регистрируют змееподобные движения звезд, вызываемые присутствием близких невидимых масс - планет. Но так можно обнаружить только крупные спутники. Для обнаружения планет с массой Земли их техника еще грубовата.
О том, что планеты-великаны не пригодны для жизни, мы уже говорили. Но, оказывается, и здесь бывают исключения. На расстоянии в 72 световых года от нас есть карликовая звезда в созвездии Девы. Вокруг нее по орбите, примерно равной орбите нашего Меркурия, кружится большая планета с поверхностной температурой плюс 85 о С. Астроном Марсей предполагает, что если у этой планеты есть еще одна или две более прохладные луны, то там могут быть не такие уж плохие условия для жизни.
Калифорнийская обсерватория расположена на Гавайях, в горах, на высоте 4200 метров. Здесь заметно ощущается нехватка кислорода в воздухе. Поэтому люди работают в городке Ваймс и оттуда по проводам управляют телескопом. Двенадцать высокоскоростных компьютеров по командам ученых устанавливают десятиметровое зеркало телескопа в нужную позицию. Лучи из космоса, преобразованные с помощью вычислительной техники, рисуют на экранах цветные спектры далеких звезд и воспроизводят кривые, отображающие то или иное явление на изучаемом солнце. Присутствие планеты угадывается по характерным колебаниям светила около общего центра тяжести всей системы. Расшифровываются они с помощью математики.
Мерсей ведет свой палец вдоль такой волнистой кривой и взволнованно говорит: "Прекраснее этого наука ничего не знает!" "Да, - вторит ему Петерсон, - и хотя знание об иных мирах во Вселенной вряд ли когда-нибудь принесет людям практическую пользу, тем не менее это чудесно - быть уверенным, что мы не одиноки!"
Опыты, подтверждающие гипотезы
Интересны последние открытия в области планетарной астрономии. Впервые были поставлены эксперименты, которые подтвердили гипотезу о возникновении спутников звезд из газопылевых облаков, окружающих нарождающиеся звезды.
Исследователи попробовали сами, своими руками, сотворить планету. Для этого им потребова лась мельчайшая пыль: частицы не должны превышать две тысячные доли миллиметра. Еще понадобились газ и условия невесомости. В январе этого года частицы и газ были запечатаны в вакуумной камере и помещены в орбитальный корабль "Дискавери". Через несколько месяцев (в мае) эксперимент повторили. Была запущена ракета "Maser-8", и она тоже подняла на 300-километровую высоту вакуумный контейнер с такой же смесью пыли и газа. Когда контейнер возвратился на Землю, в нем нашли слабые соединения частичек пыли.
Ученые дали такое толкование этой первой фазе рождения планеты. Побудительным действием послужило известное всем Броуновское движение молекул. Они ударяются в частички пыли и толкают некоторые из них навстречу друг другу. Частицы слепляются. Когда в каком-либо месте скапливается достаточное число таких спаренных (или строенных) частиц, начинает действовать их общее тяготение. Окружающие, даже еще не слипшиеся частицы устремляются к этому центру тяготения, который станет впоследствии сердцевиной астероида, а может быть, и планеты. Вот такое собирание под действием гравитации частиц газопылевого облака, окружающего очень молодую звезду, - это вторая фаза развития - зарождение спутников звезды.
Первая фаза, то есть рождение самих звезд из бесформенных облаков, происходит почти так же. Когда внутреннее давление в облаке уступает гравитационным силам, то частицы как бы падают к центру тяготения. Но не все. Из остатков облака образуется вращающийся газопылевой диск. В таком виде облако живет недолгий срок - всего около 10 тысяч лет. Затем будущая звезда испускает из своих полюсных областей стремительные газовые потоки, которые уносят с собой в пространство часть энергии вращения. Такова новая гипотеза, объясняющая причину замедления циркуляции звезды и окружающего ее облака, опубликованная немецким журналом "Звезды и Вселенная".
Следующие 100 тысяч лет уходят на то, чтобы стабилизировалось облако около звезды. Еще столько же времени рождаются астероиды, и миллионы лет уходят на создание планет. Астрофизик Штауде, автор журнала "Звезды и Вселенная", считает, что, если учитывать возраст звезд, это "спонтанный и быстрый процесс".
Различия в составе и природе планет можно объяснить так. В ближайших к юной звезде окрестностях припланетного облака остаются преимущественно тяжелые частицы, поскольку лучевое давление отгоняет легкие элементы на периферию. Так в нашей Солнечной системе из тяжелых элементов сложились самые близкие к Солнцу планеты - Меркурий и Венера, а дальние - из газов и водяных паров.
Долгое время не хватало одного факта для окончательного утверждения только что изложенной гипотезы образования планет. Нигде астрономы не могли увидеть "тающий" облачный диск, в котором уже просматриваются формирующиеся планеты.
Однако всего несколько месяцев назад сотрудники Колорадского университета нашли в созвездии туманности Ориона облако из частичек необычно большого размера - в сто раз больше, чем в других облаках. По всей видимости, они наблюдали начало второй фазы рождения планет. А в первые дни января нынешнего года орбитальный телескоп Хаббла около звезды № 141569 в созвездии Весов "увидел" вращающееся пылевое облако, разделенное на два кольца. Ведущая эту работу астроном Алиса Вайнбергер предполагает, что рождающаяся планета "очистила" от пыли промежуток между кольцами.
Близкие поиски
Еще за 400 лет до наступления нашей эры греческий философ Метродор писал по поводу мыслей о том, что мы единственные во Вселенной: "Это так же абсурдно, как и надежда на то, что на засеянном поле взойдет единый колосок".
Человечеству нужны были Джордано Бруно, Галилей, Коперник, все успехи астрономии нашего времени, чтобы поверить в возможность существования внеземного разума. Этому есть почти анекдотическое доказательство. В 1938 году радио Нью-Йорка стало передавать радиоспектакль "Борьба миров", сделанный по одноименному роману Герберта Уэллса. Слушатели восприняли передачу как репортаж с места события. В городе началась паника - агрессия марсиан! Тысячи людей бежали из Нью-Йорка.
Первые реальные доказательства существования жизни на планетах нашей Солнечной системы (разумеется, кроме Земли) появились в последние годы. Несколько лет назад сотрудники НАСА сообщили, что ими обнаружены следы микроскопической жизни в метеорите, выбитом из коры Марса и упавшем в Антарктиде. Эта информация моментально облетела весь мир.
Космический зонд "Галилей" находится на расстоянии в 800 миллионов километров от нас. Уже три года он изучает Юпитер и его "семейство". Переданные "Галилеем" изображения спутника Юпитера - Европы (она по размерам сопоставима с нашей Луной) оказались сенсационными.
Снимки принесли изображение поверхности замерзшего океана. Повторные снимки подтвердили, что спутник Юпитера Европа покрыт огромным замерзшим океаном. При большом увеличении можно разглядеть нагромождение льдин, очень похожее на то, что мы видим в Арктике.
Используя поток цифровых данных, полученных от "Галилея", американские геологи предложили модель. Она рисует океан, покрытый 15-километровым слоем льда. А глубина океана около 100 километров.
Если окажется, что все это действительно так, то воды на Европе вдвое больше, чем на Земле.
Метеоритные кратеры на ледяной поверхности спутника Юпитера, встречаются реже, чем на нашей Луне. Это говорит о том, что ледяной панцирь образовался сравнительно недавно - несколько миллионов лет назад.
Тут, конечно, сразу же возникает множество вопросов. Могла ли на поверхности Европы существовать жидкая вода? На таком удалении от Солнца?! Сегодня там - минус 130 о С! Разгадать этот парадокс - задача нелегкая. Однако ученые уже предлагают один из вариантов решения.
Юпитер в 300 раз массивнее, чем Земля. У него гигантское притяжение. Такой силач, как Юпитер, конечно же может возбуждать приливные волны не только в океане Европы, но и в ее недрах. За счет внутреннего трения коры спутника о волны магмы, как предполагают авторы гипотезы, и рождалось тепло в этом далеком от Солнца небесном теле.
Под многокилометровым ледяным панцирем может быть вода с плюсовой температурой, как в наших полярных океанах. В водах Европы (если они существуют), конечно же, абсолютная темнота. Но по нашему земному опыту мы знаем, что солнечный свет не обязателен для многих живых существ. В непроницаемой темноте на дне земных океанов благоденствуют метрового размера черви трубчатого строения, ползают огромные улитки, шагают крабы. Им достаточно энергии, приносимой горячими сернистыми источниками, бьющими на дне океана.
Эти факты дают основание думать, что и в океане Европы существуют микробы либо даже более развитые живые существа.
Американские исследователи планируют отправить робот-спутник, который бы вращался вокруг Европы и смог обстоятельно исследовать эту таинственную луну Юпитера. Старт намечен на 2003 год.
В Центре изучения планет, принадлежащем НАСА, зреет более смелый проект: отправить к Европе автоматическую станцию для посадки на лед. В ее состав входит торпеда с большим запасом атомного топлива. Достигнув поверхности льда, торпеда включит свою печь и, растопляя лед, будет в него погружаться, постепенно дойдет до воды. Там от торпеды отделится крохотная подводная лодка, которая поплывет, исследуя океан. Конечно, будет предусмотрена система передач данных на Землю.
Есть предложения опробовать этот проект на Земле. В Антарктиде российская станция "Восток" в свое время обнаружила озеро под четырехкилометровой толщей льда. Оно сотни тысяч лет отрезано от всего мира. При бурении сквозь лед русские ученые обнаружили в водах этого уникального водоема не известные науке микроорганизмы. НАСА предлагает изучить сначала антарктическое озеро теми же способами, какие разрабатываются для исследования океана на Европе.
Жизнь на Земле демонстрирует и другие, не менее удивительные свои возможности. Германский биолог Карл Штеттер наблюдал организмы, живущие в кипящей воде гейзеров, в горячих нефтяных источниках, в дымящихся вулканических кратерах. Почти все эти "жаростойкие" обитатели Земли обходятся без воздуха и света. Астробиологи оценивают сегодняшний взлет знаний о способности жизни всюду находить себе ниши как истинный переворот в наших представлениях о живом.
Генеральная разведка Вселенной
"Если где-нибудь во Вселенной есть другая жизнь, то она настолько не похожа на нашу, что мы при встрече ее не опознаем", - таковы мысли швейцарского астронома Густава Тамманна. Так думает, наверное, не он один. Но им возражают биологи. Есть общие принципы построения тела существа, приспособленного к тем условиям, которые принято считать пригодными для жизни. Например, глаза - они должны как можно быстрее подавать сигнал мозгу о возникновении опасности. Поэтому практически у всех зрячих существ глаза расположены рядом с мозгом. Или такое непременное правило: разумная жизнь не может развиваться в воде. Вода слишком благоприятная среда для обитания.
Тело перемещается здесь легко, температура меняется в незначительных пределах, погода остается, можно сказать, постоянной. Словом, здесь нет бесконечно изменяющихся условий, которые приходится преодолевать приспособлением, эволюцией. Палеонтологи убедились, что за два миллиона лет обыкновенный речной окунь совсем не изменился. А на суше за этот же срок выделился из мира животных и возник человек...
Роднит всех обитателей планет основополагающее единство химического состава: жидкая вода и углеродные цепи, служащие скелетами живых молекул. Теоретически роль углерода мог взять на себя и кремний. Но, как заметил по поводу роли кремния в живой природе астроном Сет Шостак: "Он свои шансы упустил".
О плотности населения Вселенной говорит тот факт, что мы не получаем никаких сигналов из космоса, что на протяжении истории Земли нашу планету, по всей видимости, не посетила ни одна экспедиция инопланетян. А ведь миллиарды лет были у внеземных цивилизаций, на то чтобы обнаружить нашу хорошо приспособленную для жизни Землю...
Если даже встреча землян с высокоразумными обитателями ближайшей солнечной системы вообще никогда не состоится, поиски жизни во Вселенной все же для нас не будут потерянным временем. "Одно только обнаружение микроба, который существует независимо от земной жизни, было бы по праву признано величайшим достижением науки всех времен", - так определил смысл поисков внеземной жизни австралийский физик Пауль Девис.
Ученые упорно занимаются изучением планет и надеются, что нашли путь, который позволит им обнаружить следы внеземной жизни. Астрофизики из ЕСА - европейского космического агентства - разработали соответствующий проект, получивший название "Дарвин". Он предполагает генеральную разведку значительной части нашей Галактики.
Надо построить беспилотную космическую станцию и отправить ее за пределы орбиты Марса. Станция должна иметь пять зеркальных телескопов, каждый диаметром полтора метра. Собранные в цилиндр при старте телескопа конструкции в конце маршрута должны развернуться в кольцо диаметром 100 метров. Телескопы будут работать согласованно, как части сверхгигантского прибора с площадью зеркала, равной футбольному полю. Это станет возможным, если погрешность в точности согласования положения зеркал не превысит одну миллионную часть миллиметра. Старт станции намечен на 2009 год.
Совершенство конструкции и тщательность ее исполнения нужны, чтобы улавливать отраженный далекими планетами свет. Звезда - хозяйка системы планет излучает света в несколько миллионов раз больше, нежели ее спутники. Поймать в таких условиях отраженный свет звезды от шара размером с Землю - это примерно то же, что, находясь в Берлине, разглядеть бабочку-светлячка, порхающую около автомобильной фары где-то в Каире.
Но когда свет, отраженный планетой, будет пойман станцией, все дальнейшее выглядит много проще. Делается спектральный анализ атмосферы планеты. По количеству в атмосфере кислорода можно судить, есть ли на планете жизнь, хотя бы растительность. Кислород химически очень активен, и на безжизненной планете его чрезвычайно мало в ее атмосфере. А если обнаруживается высокое содержание кислорода - значит, есть организмы, которые его вырабатывают. Предполагается, что таким путем можно узнать и о присутствии воды.
Остроумным экспериментом астрономы уже доказали, что такой анализ планетных атмосфер вполне надежен. Через год после того, как стартовал зонд "Галилей" и уже углубился в космические дали, его датчики были повернуты в сторону Земли. Переданные зондом по радио снимки нашей планеты читались однозначно: на этой планете есть жизнь, так показывает ее атмосфера.
Мы одни в этой Вселенной? До сих пор этот вопрос остается нерешенным. Но наблюдения НЛО и таинственные космические снимки заставляют верить в существование инопланетян. Давайте разберемся, где ещё, кроме нашей планеты, возможно существование жизни.
✰ ✰ ✰
7Туманность Ориона является одной из самых ярких туманностей на небе, из тех, что видны невооруженным глазом. Находится эта туманность в полутора тысячах световых лет от нас. Ученые обнаружили в туманности множество частиц, из которых возможно формирование жизни в нашем понимании. В туманности есть такие вещества, как метанол, вода, окись углерода и цианистый водород.
✰ ✰ ✰
6
Во вселенной миллиарды экзопланет. И некоторые из них содержат огромное количество органических веществ. Планеты также вращаются вокруг своих звезд, как и наша Земля вокруг Солнца. А если повезет, то некоторые из них вращаются на таком оптимальном расстоянии от своей звезды, при котором они получают тепла достаточно, чтобы присутствующая на планете вода находилась в жидком виде, а не в твердом или газообразном.
Кеплер 62e - экзопланета, которая наиболее широко удовлетворяет условиям для поддержания жизни. Она вращается вокруг звезды Kepler-62 (в созвездии Лиры) и удалена от нас на 1200 световых лет. Предполагают, что планета в полтора раза тяжелее Земли, а её поверхность полностью покрыта 100-киллометровым слоем воды. Кроме того, средняя температура поверхности планеты по расчетам чуть выше земной и составляет 17°С, а ледяные шапки на полюсах могут и вовсе отсутствовать. Ученые говорят о 70-80% вероятности того, что на этой планете возможно существование какой-нибудь формы жизни.
✰ ✰ ✰
5
Энцелад является одним из спутников Сатурна. Он был открыт ещё в 18 веке, но интерес к нему возрос немного позже, после того, как космический аппарат «Вояджер 2» обнаружил, что поверхность спутника имеет сложную структуру. Она полностью покрыта льдом, имеет хребты, области со множеством кратеров, а также совсем молодые области, залитые водой и замерзшие. Это делает Энцелад одним из трех геологически активных объектов во внешней Солнечной Системе.
Межпланетный зонд Кассини в 2005 году изучал поверхность Энцелада и сделал множество интересных открытий. Кассини обнаружил, углерод, водород и кислород на поверхности спутника, а это ключевые компоненты для формирования жизни. Также в некоторых районах Энцелада были найдены метан и органические вещества. Кроме того, зонд выявил наличие жидкой воды под поверхностью спутника.
✰ ✰ ✰
4Титан
Титан является крупнейшим спутником Сатурна. Его диаметр составляет 5150 км, это на 50% больше диаметра нашей Луны. По своим размерам Титан превосходит даже планету Меркурий, немного уступая ему по массе.
Титан считается единственным спутником планеты в Солнечной Системе, который обладает собственной плотной атмосферой, состоящей в основном из азота. Температура на поверхности спутника составляет минус 170-180°C. И, хотя это считается слишком холодной средой для возникновения жизни, большое количество органических веществ на Титане могут свидетельствовать о другом. Роль воды в построении жизни здесь может играть жидкие метан и этан, которые находятся здесь в нескольких агрегатных состояниях. Поверхность Титана состоит из метан-этановых рек и озер, водяного льда и осадочных органических веществ.
Кроме того, возможно, что под поверхностью Титана находятся более комфортные условия для жизни. Возможно там есть теплые термальные источники, богатые жизнью. Поэтому этот спутник является предметом будущих исследований.
✰ ✰ ✰
3
Каллисто является вторым по величине естественным спутником Юпитера. Его диаметр составляет 4820 км., что составляет 99% от диаметра планеты Меркурий.
Этот спутник, один из наиболее удаленных от Юпитера. Это значит, что убийственная радиация планеты действует на него в меньшей степени. Спутник всегда обращен одной стороной к Юпитеру. Всё это делает его одним из наиболее вероятных кандидатов на создания там в будущем обитаемой базы для исследования системы Юпитера.
И хотя Каллисто не имеет плотной атмосферы, его геологическая активность равно нулю, он является одним из кандидатов на обнаружение живых форм организмов. Всё потому что на спутнике найдены аминокислоты и другая органика, которая необходима для возникновения жизни. Кроме того, под поверхностью планеты может быть подземный океан, который богат минералами и другими органическими соединениями.
✰ ✰ ✰
2
Европа - это один из спутников Юпитера. Имеет диаметр 3120 км, что немного уступает Луне. Поверхность спутника состоит изо льда, под которым находится жидкий океан. Под океаном поверхность состоит из силикатных пород, а в центре спутника находится железное ядро. Европа имеет разреженную кислородную атмосферу. Ледяная поверхность довольно гладкая, что свидетельствует о геологической активности.
Вы спросите, откуда на таком удалении от Солнца может возникнуть жидкий океан? Всему виной приливные взаимодействия Юпитера. Планета обладает огромной массой, её гравитация сильно влияет на поверхности спутников. Подобно тому, как Луна влияет на приливы и отливы на Земле, Юпитер делает тоже самое со своими спутниками, только в куда большей мере.
Поверхность Европы сильно деформируется от гравитации Юпитера, внутри спутника образуется трение, которое подогревает недра, делая этот процесс чем-то похожим на земные движения литосферных плит.
Таким образом, мы видим, что у Европы есть кислород, слабая атмосфера, жидкая вода, а также множество различных минеральных веществ, являющихся строительными блоками жизни.
Европейское космическое агентство планирует посадочную миссию по Европе, которое запланировано на 2022 год. Она может раскрыть множество секретов этого спутника Юпитера.
✰ ✰ ✰
1Марс
Марс на сегодняшний день - самая доступная планета для того, чтобы найти доказательства существования внеземной жизни. Положение планеты в Солнечной Системе, её размер и состав говорят о возможности существования на ней жизни. И, если сейчас Марс безжизненный, то возможно он имел жизнь ранее.
О существовании жизни на Марсе говорит множество фактов:
Большинство марсианских астероидов, найденных на Земле содержат микро-окаменелости жизни. Вопрос лишь в том, не могли ли эти окаменелости попасть на астероиды после приземления.
Наличие сухих русел рек, вулканов, ледяных шапок и различных минералов свидетельствует о возможности существования жизни на планете.
Документально подтверждены кратковременные увеличения количества метана в атмосфере Марса. В отсутствии геологической активности планеты, такие выбросы могут обуславливаться лишь наличием микроорганизмов на планете.
Исследования показали, что в прошлом Марс имел значительно более комфортные условия, чем сейчас. По поверхности планеты текли бурные потоки рек, Марс имел свои моря и озера. К сожалению, планета не имеет собственного магнитного поля и она гораздо легче Земли (её масса составляет около 10% от земной). Всё это мешает Марсу удерживать плотную атмосферу. Будь планета потяжелее, и возможно, мы бы сейчас видели на ней жизнь, которая была бы также красива и разнообразна, как и на Земле.
✰ ✰ ✰
Заключение
Наука семимильными шагами исследует космос. Всё, что мы знаем сегодня, завтра поможет найти нам ответы на многие вопросы.
Надеемся, что в этом веке человечество найдет внеземную жизнь. Это была статья «ТОП-7 мест во Вселенной, где возможно наличие жизни». Спасибо за внимание.
Вопрос о наличии внеземной жизни во Вселенной волнует человеческий род с того самого момента, когда были открыты другие планеты. И хотя множество ученых по всему миру трудится над этим вопросом, он и по сегодняшний день остается неразрешенным.
Вероятность существования других разумных существ определяется масштабами космоса: чем больше Вселенная, тем выше шанс, что мы встретим жизнь где - то в ее удаленных уголках. Сегодня классическая модель Вселенной утверждает, что она бесконечна в пространстве, а значит, вероятность возникновения жизни на других планетах довольно высока.
Первым ученым, предположившим, что мы не одиноки во Вселенной был Джордано Бруно. Однако до сих пор нам не известны даже достоверные знания о планетах Солнечной системы, поэтому все выводы относительно инопланетной жизни могут быть только приравнены к рассуждениям.
Инопланетная жизнь — какой она может быть?
Для большинства людей инопланетная жизнь - это то, что мы видим в кино и читаем в фантастических книгах. Как правило, люди представляют инопланетян в виде зеленых человечков, гуманоидов с огромными глазами или и вовсе в качестве механических монстров, которые обязательно перемещаются на летающей тарелке или сверхтехнологичном космическом корабле. Однако творчество режиссеров и писателей уходит далеко за рамки научных представлений и открытий. Давайте же разберемся, какие факторы благоприятствуют наличию жизни.
Известно, что наша Вселенная весьма разнообразна и многогранна, если при этом учесть сложность эволюции человеческого вида, то можно предположить, что вероятность появления схожих форм жизни на других планетах ничтожно мала. Если где - то во Вселенной и существуют другие разумные существа, они скорей всего пошли по другой ветви развития, отличной от нашей эволюции.
Из этого следует, что основным признаком жизни является репликация ДНК - синтез дочерней молекулы. На основе этого фактора мы уже можем отдалиться от избитого образа зеленых человечков. Если вирусы обладают собственной ДНК, значит, абсолютно любая с виду субстанция может быть живым существом. То есть, человек может повстречаться с инопланетной жизнью, но не сразу определить, что это и есть она.
Ключевые факторы для существования жизни
Давайте постараемся и вовсе отстраниться от представления земной жизни, и рассмотрим понятие жизни как таковое, ведь мы говорим об условиях бескрайнего космоса и жизни на других планетах.
Физические факторы, поспособствовавшие возникновению жизни на Земле:
- температура на поверхности Земли колеблется от -50°C до +50°C;
- наличие большого количества воды (без воды невозможно существования жизни, но вода может быть представлены и в твердом состоянии);
- тяжелые элементы в структуре земного шара (металлы);
- наличие атмосферы и достаточного количества кислорода в ней (ученые на данный момент не представляют, чтобы существовали организмы, способные прожить без вспомогательных элементов атмосферы под влиянием космической радиации);
- гравитация (влияет на рост живых организмов, от гравитации зависит крепость скелета и мышц);
- защитный озоновый слой.
Наличие жизни на планетах Солнечной системы
Пока что научному сообщество удалось подобраться и изучить более детально только планеты нашей Солнечной системы, среди них лишь 3 имеют удовлетворительные условия для возникновения жизни: Земля, Марс и Венера. Так есть ли инопланетная жизнь здесь? Может быть, инопланетяне с Марса давно уже не выдумка?
Сначала поговорим о планете с красивым именем Венера. Исследовательские станции, отправленные на Венеру, установили, что температура ее поверхности непригодна для жизни, так как достигает +400°C. Атмосфера Венеры содержит большое количество углекислого газа и водяных паров, что отрицает возможность формирования жизни. По остальным физическим показателям Венера крайне схожа с Землей, так что не исключено, что жизнь здесь существует в иной биохимической форме.
Если же говорить о Марсе, то его температура наоборот достаточно холодная для формирования жизни - в районе экватора она составляет -50°C. Атмосфера Марса значительно разрежена: ее состав крайне схож с земным, но давление в 10 раз меньше. Ученые предполагают, что это связано с небольшой массой планеты, Марс просто не в состоянии удержать свою атмосферу. Было также установлено, что на Марсе слишком маленькое соотношение кислорода и углекислого газа для комфортного проживания.
Если же говорить о Юпитере и Сатурне, эти планеты имеют достаточную массу для удержания атмосферы, но низкую удельную плотность. То есть данные планеты не имеют твердой почвы, а полностью состоят из газов и осколков космического мусора. Даже если жизнь на этих планетах и способна существовать, то только в очень отличном от земной жизни виде.
Подводя итог, можно сказать, что подходящими условиями для проживания и размножения живых организмов в нашей Солнечной системе обладает исключительно Земля. Хотя в последнее время ведутся активные изучения спутников Сатурна и Юпитера. Особенный интерес научное сообщество проявляет к крупной планете под названием Энцелад, которая полностью покрыта водой. Правда температура поверхности Энцелада составляет -200°C, и вода здесь содержится исключительно в виде льда. Некоторые ученые выдвигают теорию, что под ледяной коркой может быть скрыт океан с пригодными для жизни условиями.
Существуют ли жизнь на других планетах или нет, все это еще предстоит нам узнать. Скорей всего эти тайные бытия будут открыты не нам и даже не нашим детям, а лишь нашим правнукам, когда космические технологии выйдут на новый уровень и позволят человеку спокойно перемещаться по вселенной.
В одной только нашей галактике находится около 200 млрд. звезд, вокруг которых вращаются планеты. Вы только подумайте: если уж в нашей Солнечной системе одна из девяти планет оказалась пригодной для жизни, то это не случайность! Где — то там далеко, в темном и необъятном космосе существует и другая, пока неизвестная нам форма жизни.
