Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
Христо Делев
С давних времен мы задаемся вопросом, одни ли мы во Вселенной? Если есть другие, то — где они? Эти вопросы задавали себе еще древние люди тысячи лет назад. Давайте представим, что какая-то другая цивилизация тоже смотрит на звезды и задает тот же вопрос. Возможно, в ближайшее время мы об этом не узнаем — для возникновения и поддержания жизни должно совпасть много факторов.
Давайте сначала спросим себя, что есть жизнь. Что отличает живые организмы от неживой материи. Поскольку единого универсального определения жизни не существует, в биологии она преподносится как характеристика, отличающая живые организмы от неживой материи. В живых организмах происходят метаболические процессы. Жизнь — это свойство организмов, для которых характерны следующие явления: гомеостаз, обмен веществ, организация, рост и развитие, адаптация и размножение.
Для существования жизни также необходимо, чтобы условия на данной планете оставались пригодными для жизни достаточно долго, ведь живым организмам нужны миллионы лет, чтобы развиться настолько, чтобы стать полностью автономными. Например, жизни на Земле потребовалось почти 3,5 миллиарда лет, чтобы превратиться из простого одноклеточного организма в то, что мы знаем сегодня.
Каким бы простым или сложным ни был живой организм, он не может функционировать без вышеперечисленных явлений. Независимо от количества клеток каждый организм размножается. Одноклеточные организмы, например, делятся (митоз или клеточный цикл). Для метаболизма тоже неважно, насколько сложен организм — амеба окутывает свою "жертву" своеобразным пузырем, а затем расщепляет ее (фагоцитоз).
На сегодняшний день Земля — единственная планета, о которой мы точно знаем, что она пригодна для жизни. Биоразнообразие нашей планеты огромно. По данным научного фонда Tree of life, на Земле насчитывается от 5 до 100 миллионов видов организмов, но пока наука идентифицировала только 2 миллиона.
Что привело к такому разнообразию, из чего состоит жизнь и каковы условия ее возникновения? В поисках ответов мы обращаемся к экзопланетам (планеты вне Солнечной системы), которые могли бы поддерживать жизнь. Одним из важнейших компонентов жизни является вода. Тело человека на 60% состоит из воды, а первые живые организмы возникли в водной среде. Более 70% поверхности Земли покрыто водой. Поэтому, ища жизнь вне Земли, мы должны искать планеты с водой — в жидком состоянии и на поверхности.
На состояние воды влияет температура поверхности планеты — она должна быть не слишком высокой и не слишком низкой, т.е. быть в интервале, в котором вода находится в жидком состоянии. Это первое ограничение для экзопланет.
22 февраля 2017 года НАСА подтвердило существование семи скалистых планет вокруг ближайшей звезды — ультрахолодного красного карлика с температурой поверхности чуть более 2500К, известного как Trappist — 1. Звездная система расположена примерно в 40 световых годах от Земли в направлении созвездия Водолея. Система состоит из семи скалистых планет, похожих по размеру на Землю, но их орбиты намного меньше и находятся они намного ближе к своей звезде — это значит, что их орбитальные периоды также значительно короче. Поскольку у звезды очень низкая температура поверхности, "зона обитаемости" гораздо ближе к звезде. Ближайшая планета обращается вокруг звезды за 3 земных дня. Известно, что из семи планет только у трех подходящая температура поверхности (т.е. только три находятся в зоне обитаемости) — Trappist 1d, Trappist 1e и Trappist 1f.
На данный момент у нас есть три планеты, где гипотетически может быть жизнь. Но одного нахождения в зоне обитаемости недостаточно — для поддержания жизни планета должна соответствовать и другим критериям (например, иметь магнитное поле, защищающее от излучения звезды).
Заряженные частицы Солнца пересекают пространство со скоростью миллионы километров в час и достигают Земли через несколько дней после вспышек. Эти частицы, известные как солнечный ветер, смертельно опасны, и, если бы не магнитное поле Земли, они бы уничтожили жизнь на планете.
Когда солнечный ветер (поток α-частиц, нейтронов, электронов и других заряженных частиц) достигает магнитного поля Земли, он вызывает его деформацию. От Солнца до Земли "ветер" движется со скоростью около 700 км/сек. Сталкиваясь с препятствием, он образует ударную волну, которая заставляет его менять направление движения. Часть заряженных частиц проходит за фронтом ударной волны и заполняет область радиусом около 100 000 км. Приближаясь к Земле, солнечный ветер достигает магнитопаузы — границы магнитосферы. Поскольку магнитосфера имеет постоянные силовые линии, даже под сильным давлением, вызванным потоком заряженных частиц, она сохраняет свою форму. По такому принципу магнитное поле защищает нашу планету от солнечной радиации. Однако на магнитных полюсах условия для захвата заряженных частиц менее благоприятны. Электроны и протоны достигают атмосферы Земли и вызывают полярные сияния.
Магнитное поле Земли создается за счет вращения ядра — оно делится на внутреннее и внешнее. Внешнее ядро в основном состоит из жидкого железа и жидкого никеля с температурой около 3300°C. Внутреннее ядро находится в твердом состоянии из-за огромного давления, под которым оно находится. Конвекция во внешнем ядре создает магнитное поле по аналогии с динамо-машиной. В целом Землю можно рассматривать как огромную динамо-машину: благодаря большой массе планеты ее ядро достаточно большое и достаточно горячее. У Марса, например, тоже металлическое ядро, но поскольку он легче Земли (10% массы Земли), его ядро со временем остыло, и конвекция в ядре прекратилась. Нет конвекции — нет и магнитного поля. По этой же причине у Марса тонкая и неплотная атмосфера — ее нечем защитить, ее "сдуло" солнечным ветром. Наличие магнитного поля вокруг планеты — следующий фактор, необходимый для поддержания жизни.
Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание — есть ли у планеты атмосфера и из чего она состоит. Одного наличия атмосферы недостаточно, доказательство тому — Венера. Ее атмосфера намного плотнее земной, а атмосферное давление в 94 раза выше. Но состоит она преимущественно из СО2 (96,5%), из-за чего температура на поверхности Венеры составляет почти 500°C — этого достаточно, чтобы расплавить свинец. Из-за большого количества соединений серы и углекислого газа дожди на Венере не водяные, а сернокислотные. Таким образом, состав атмосферы — еще один немаловажный критерий при поиске планеты-близнеца Земли.
