Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных - Майкл Саммерс

массы, у которой запасы водородного «топлива» заметно больше, должна и существовать дольше, чем маленькая звезда. Однако, как выяснилось, звезды больших размеров обладают и более сильной гравитацией, стремящейся стянуть их вещество к центру. Поэтому, чтобы не схлопнуться, такие звезды сжигают свои запасы водорода в разы быстрее. В результате выходит, что очень большие звезды «сгорают» быстро – их существование может длиться всего несколько десятков миллионов лет. Маленькие же звезды расходуют свое топливо гораздо более экономно, и поэтому такие карлики, как TRAPPIST-1, могут светить во много раз дольше, чем на настоящий момент существует наша Вселенная.

В соответствии с принятым стандартом, планеты в системе TRAPPIST-1 имеют буквенные обозначения: от b до h в порядке их открытия. В данном конкретном случае этот же порядок соответствует и их расстоянию от материнской звезды (которая по тому же стандарту обозначается буквой a). Таким образом, TRAPPIST-1b – планета, ближайшая к звезде TRAPPIST-1, а TRAPPIST-1h – самая далекая. Пять из этих планет: b, c, e, f и g – примерно таких же размеров, как Земля, а две (d и h) – несколько больше. Три планеты (e, f и g) находятся в зоне обитания, то есть на их поверхности могут существовать океаны. Последние на настоящий момент измерения говорят о том, что планеты c и e полностью состоят из камня, а вот b, d, f и g покрыты слоем какого‐то летучего вещества – водой, льдом или плотной атмосферой.

Поскольку все эти планеты расположены очень близко к своей материнской звезде, мы думаем, что хотя бы некоторые из них пребывают в состоянии синхронного вращения, то есть всегда обращены к ней одной стороной. То есть они, вероятно, похожи на планету Нимб из главы 10, и к ним применимы многие из наших предположений о возможности жизни в таких мирах.

Вдобавок эти планеты оказывают гравитационное воздействие друг на друга, что влияет на форму их орбит: каждая из них при движении по своей орбите то приближается к материнской звезде, то отдаляется от нее. Таким образом, мы предполагаем, в их недрах происходит приливный разогрев, ведущий к выделению энергии того же вида, что позволяет существовать подповерхностному океану на спутнике Юпитера Европе (см. главу 7). Вполне вероятно даже, что приливному разогреву подвержены все планеты системы TRAPPIST-1. Оценки тепла, порождаемого этими взаимодействиями, показывают, что подповерхностные океаны могут существовать в том числе на самых далеких от материнской звезды планетах. В случае одной из планет системы (TRAPPIST-1c) вычисления даже позволяют предположить, что на этой планете приливное тепло может обеспечить бурную вулканическую активность.

Поскольку планетная система TRAPPIST-1 очень компактна, с поверхности каждой из планет, вероятно, хорошо видны поверхности остальных. Иногда на небе одной планеты будет видно сразу несколько других; при этом видимые диски планет‐соседок могут быть в несколько раз больше, чем диск полной луны в земном небе. На волне поднявшегося вокруг новооткрытой системы шума NASA обыгрывало этот сюжет в приглашающих в фантастическое путешествие «рекламных постерах» – один из них, напечатанный на обложке нашей книги, как раз и представляет собой вид полного планет неба на воображаемом курорте в системе TRAPPIST-1.

Происхождение жизни

Все эти факты – высокая вероятность наличия воды, несколько планет в «зоне обитания», сильный приливный разогрев – говорят о том, что в системе TRAPPIST-1 существует много возможностей для развития жизни. Как и на описанной нами в главе 10 воображаемой планете Нимб, на всех планетах системы TRAPPIST-1 важным фактором окружающей среды на здешних планетах бы сильные ветры, переносящие тепло с дневной стороны планеты на ночную. В мирах с поверхностными или подповерхностными океанами жизнь могла бы появиться и расцвести в океанах вокруг подводных гидротермальных источников. В этих случаях вероятность того, что жизнь выберется на сушу, зависела бы от таких (пока неизвестных нам) подробностей, как атмосфера и климат. Один из самых любопытных свойств системы TRAPPIST-1 заключается в том, что, по всей вероятности, на ее планетах природные условия могут оказаться крайне разнообразными. В этой системе вполне может существовать настоящий микрокосм, составленный из экзопланет.

Но в системах такого типа, как TRAPPIST-1, есть два фактора, которые способны препятствовать развитию жизни. Во‐первых, малые звезды, как правило, испускают мощное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Во‐вторых, на них часто происходят интенсивные выбросы в околозвездное пространство заряженных частиц – когда это происходит с нашим светилом, мы называем эти всплески солнечными вспышками и корональными выбросами массы (о них еще пойдет речь ниже). Звезду TRAPPIST-1 один из авторов назвал «гиперактивным подростком» – и, собственно говоря, хотя она старше Солнца примерно на 60 процентов срока существования самого Солнца, но если сравнить ее возраст с предполагаемой продолжительностью ее жизни (12 триллионов лет), то, по сути, это очень молодая звезда. Итак, из гиперактивности этой звезды вытекает два важных следствия. Во‐первых, интенсивное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение звезды с течением времени может серьезно влиять на испарение воды с поверхности планеты. А во‐вторых, такие катаклизмы, как корональные выбросы массы, могут оказаться разрушительными для технологической цивилизации, которая могла бы там развиться.

Начнем с испарения воды. В атмосфере Земли всегда присутствует какое‐то количество водяного пара – вода испаряется из озер и океанов. Высокоэнергетическое излучение Солнца может взаимодействовать с молекулами воды, разлагая их на атомы кислорода и водорода. Легкие атомы водорода ускользают в космос через механизм обычной гравитационной диссипации. Считается, что за время своего существования Венера и Марс потеряли за счет этого механизма примерно такое же количество воды, которое содержится во всех земных океанах! Но Земля заметно больше Марса, ее гравитация сильнее, и это замедляет диссипацию. Кроме того, у Земли очень сильное магнитное поле, которое защищает ее атмосферу от высокоэнергетических заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем во время солнечных бурь. Ни у Марса, ни у Венеры сколько‐нибудь значительного магнитного поля нет.

Планеты системы TRAPPIST-1 расположены очень близко к своей звезде, поэтому поглощают гораздо больше высокоэнергетического излучения. Это обстоятельство может очень сильно повлиять на количество воды на их поверхности. Вычисления показывают, что планеты системы TRAPPIST-1, возможно, уже потеряли значительно больше воды, чем есть во всех земных океанах. Если это действительно так, то на ранних стадиях их истории на поверхности этих планет уже могли существовать океаны с подводными гидротермальными источниками, вблизи которых могла бы зародиться жизнь. К тому же количество воды, которое наличествует на этих планетах теперь, зависит от того, сколько ее было вначале. И если вся вода, изначально покрывавшая их поверхность, впоследствии испарилась, жизнь на этих планетах уже не могла развиваться дальше тем же путем, каким, как мы считаем, она развивалась