Была и сплыла

Если вас спросят: "Что вам нужно для жизни?" - то какой ответ вы дадите? Вероятнее всего, вы вспомните про деньги, еду, чистый воздух и много чего еще. Но если такой же вопрос задать астрономам, то они ответят гораздо лаконичнее. Для того чтобы рассуждать хотя бы о теоретической возможности существования жизни на той или иной планете, астрономы должны убедиться, что на этой планете есть жидкая вода. Без H₂O на планете не могут сформироваться живые существа земного типа, а о существовании других форм жизни пока говорят только писатели-фантасты.

Где во Вселенной можно найти жидкую воду? В космическом пространстве для нее слишком холодно, а в недрах звезд слишком жарко. Идеальным местом для существования жидкой воды являются планеты - они постоянно находятся "под боком" у звезд, которые спасают их от холода космоса. Но вода может течь далеко не на всех планетах - для того чтобы называться водным миром, планета должна располагаться в очень узкой области пространства вокруг звезды, а именно там, где вода еще не испаряется, но уже и не замерзает. Для разных типов звезд эта зона, которую ученые называют зоной обитаемости, находится на различном расстоянии от светила и имеет разную ширину. Чем горячее звезда, тем дальше от нее будет зона обитаемости, но в любом случае, оптимальные условия для потенциально обитаемой планеты сосредоточены в центре этой зоны.

Вода - необходимый, но не достаточный фактор для существования жизни. Для того чтобы живые существа чувствовали себя комфортно, планета не должна быть очень тяжелой - гравитация планет-гигантов сделает любые попытки их обитателей пошевелиться весьма затруднительными. Кроме того, желательно, чтобы у планеты была твердая поверхность, где могут скапливаться и концентрироваться химические вещества, служащие для построения живых систем. Поверхность может быть каменистой, как у Земли, но, теоретически, поддерживать жизнь, могут и небесные тела, покрытые коркой льда. Так, астробиологи очень давно присматриваются к спутнику Сатурна Энцеладу, подо льдом которого, как считается, находится жидкий водный океан.

В общем и целом, потенциально пригодная для существования живых существ земного типа планета должна напоминать Землю. До недавнего времени найти такой небольшой объект, который, к тому же, практически ничего не излучает на фоне ярких звезд, было невозможно. До 1988 года ученые вообще не умели искать планеты у других звезд, но с начала нового тысячелетия, благодаря появлению более совершенных приборов, астрономы разработали целый набор методов для обнаружения внесолнечных планетных систем.

Большинство этих методов не позволяет непосредственно увидеть планету - о ее наличии судят по тому влиянию, которое планета оказывает на свою звезду. Например, ученые определяют, как сильно меняется яркость звезды, когда по ее диску проходит планета. Еще один вариант - оценка небольших колебаний звезды, которые происходят из-за того, что гравитация планеты немного "раскачивает" светило. Этот метод получил название метода оценки лучевых скоростей, и именно с его помощью ученые изучали ничем не примечательную звезду Gliese 581 - красный карлик, удаленный от Земли на 20,5 световых лет. И неожиданно оказалось, что вокруг этой звезды обращается сразу несколько очень перспективных с точки зрения астробиологов планет.

Мал, мала, меньше

Первая планета из системы Gliese 581 была открыта в 2005 году и получила название Gliese 581b. Проанализировав, как именно планета "расталкивает" свою звезду, ученые заключили, что размер планеты сравним с размером Нептуна, а масса в 16 раз больше земной. Gliese 581b удалена от светила на 0,041 астрономической единицы (астрономическая единица составляет 150 миллионов километров, и это среднее расстояние от Земли до Солнца) и совершает один полный оборот за 5,4 земных дня. Из-за избыточной массы и чрезвычайно высоких температур астрономы сразу вычеркнули планету из кандидатов в обитаемые миры.

Через два года ученые нашли у Gliese 581 еще одну планету - Gliese 581c – и это открытие вызвало невиданный ажиотаж в научных кругах. Gliese 581c оказалась всего в пять раз тяжелее Земли и совершала один оборот вокруг звезды за 15 дней. После проведения предварительного анализа астрономы заключили, что крошка Gliese 581c находится в зоне обитаемости, а средняя температура ее поверхности колеблется от минус 3 до плюс 40 градусов Цельсия. Однако чуть позже исследователи пришли к выводу, что из-за парникового эффекта на планете может быть в десять раз жарче, и перспективы найти на Gliese 581c жизнь стали намного более туманными.

Еще через некоторое время астрономы расширили систему Gliese 581 сначала до трех, а затем и до четырех планет. Совсем рядом со звездой - в 0,033 астрономической единицы - обнаружилась каменистая планета Gliese 581e, размер которой всего в 1,4 раза превышал размер Земли. Несмотря на столь привлекательные габариты и нахождение в зоне обитаемости (красный карлик Gliese 581 холоднее Солнца, поэтому его зона обитаемости расположена ближе, чем у нашей звезды), планета вряд ли подходит для живых существ, так как светило, вероятнее всего, "выжигает" ее атмосферу. Кроме того, мощное излучение от звезды должно мешать формированию организмов.

Четвертая планета, Gliese 581d - это массивный объект, в семь или восемь раз тяжелее Земли. Планета находится довольно далеко от светила - один оборот она совершает за 67 дней. Изначально ученые решили, что Gliese 581d "не дотягивает" до зоны обитаемости, но позднейшие наблюдения показали, что она, вероятно, находится на ее внешней границе. За счет парникового эффекта Gliese 581d может разогреваться достаточно для того, чтобы вода существовала на ней в форме воды, а не в форме льда.

Пополнение

Наконец, 29 сентября 2010 года коллектив американских астрономов по итогам 11-летних наблюдений при помощи телескопов гавайской обсерватории Кека заявил об обнаружении еще двух планет в системе звезды Gliese 581. Одна из них - Gliese 581f, обращающаяся на расстоянии 0,76 астрономической единицы от светила, заведомо неинтересна астробиологам. А вот вторая, названная Gliese 581g, напротив, кажется очень заманчивой: она расположена в зоне обитаемости, а ее масса в три или четыре раза больше Земли и, соответственно, Gliese 581g может удерживать водную атмосферу. И хотя на поверхности планеты довольно холодно - по оценкам астрономов, средняя температура колеблется от минус 31 до минус 12 градусов Цельсия, теоретически, жидкая вода на ней вполне может существовать. H₂O может находиться под коркой льда, и, кроме того, температура самой поверхности может быть выше за счет того же парникового эффекта.

Радость астрономов длилась чуть больше двух недель - 12 октября на встрече Международного астрономического союза (International Astronomical Union - IAU), посвященной исследованию экзопланет, группа ученых из Женевской обсерватории заявила, что им не удалось обнаружить у Gliese 581 ни пятой, ни шестой планет. Ученые из Европы работали с данными, полученными спектрометром HARPS, который установлен на 3,6-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силла в Чили. Они наблюдали звезду не так долго, как их американские коллеги, однако исследователи использовали для анализа также и данные американцев. В итоге астрономам не удалось обнаружить воздействия потенциальной планеты Gliese 581g на звезду. Заподозрить женевских ученых в невнимательности трудно - именно они в 2009 году нашли планету Gliese 581e.

Европейцы отмечают, что даже если Gliese 581g существует, ее влияние на звезду должно быть очень небольшим и вряд ли окажется сильнее неизбежных при измерениях помех. Точно такой же диагноз европейцы поставили планете Gliese 581f. При этом женевские астрономы подчеркивают, что, хотя они и не обнаружили признаков существования потенциально обитаемой планеты, в их работе нет строгих доказательств ее отсутствия и для окончательного решения вопроса о количестве планет у звезды Gliese 581 необходимы дополнительные наблюдения. А так как в последние несколько лет развитие методов поиска новых планет и повышение качества приборов происходят с невероятной скоростью, тем, кто верит в существование внеземной жизни, не стоит сбрасывать со счетов самого перспективного кандидата на ее наличие.