Подпишитесь на оповещения
от Газеты.Ru
Дополнительно подписаться
на сообщения раздела СПОРТ
Отклонить
Подписаться
Получать сообщения
раздела Спорт

Карта обитаемости Млечного Пути

Ученые составили карту потенциальной обитаемости Млечного Пути

Николай Подорванюк 12.07.2011, 15:58
NASA JPL

Более одного процента всех звезд в нашей галактике имеют планеты, которые могли бы поддерживать сложные формы жизни в определенные моменты времени. Таковы результаты моделирования, проведенного канадскими учеными.

Запуск таких космических телескопов, как Kepler, позволяет относительно быстро находить новые экзопланеты в большом количестве. Большой интерес для ученых, да и для всего человечества представляет ответ на вопрос — находятся ли эти планеты в так называемой «зоне обитаемости» (области в космосе, где условия благоприятствуют зарождению и развитию жизни, аналогично условиям на Земле). Общепринятая учеными точка зрения заключается в том, что жизнь может существовать только на тех планетах, где есть вода в жидком состоянии. Это возможно только на планетах, где температура поверхности похожа на земную. Данный факт, в свою очередь, означает, что планета может находиться на определенном расстоянии от своей звезды.

Порядка десяти лет назад учеными была предложена идея, согласно которой в галактике существуют отдельные зоны, частично благоприятные для жизни; то есть планеты с большей вероятностью способны поддерживать жизнь, если они вращаются вокруг звезд, расположенных в конкретных частях галактики. Классической является идея о том, что «галактическая зона обитаемости» представляет собой тор вокруг центра галактики толщиной в несколько световых лет, внешний диаметр которого составляет около 30 тысяч световых лет.

Согласно этому представлению, обитаемые планеты не могут сформироваться как очень близко к центру галактики, так и очень далеко от него.

Теперь данная идея подвергнута сомнению. Канадский астробиолог Майкл Гованлок, который большую часть своего рабочего времени проводит в Гавайском университете в Гонолулу, вместе с двумя соотечественниками представили новый вариант карты «галактической зоны обитаемости», которая является гораздо более сложной, чем классический тор. Результаты их работы опубликованы в журнале Astrobiology, с препринтом статьи можно ознакомиться на сайте arXiv.org.

Новая карта была создана в результате масштабного моделирования, в котором учитывались как известные параметры для галактики Млечный Путь (такие, например, как пространственная плотность звезд, история звездообразования и темп взрыва сверхновых в зависимости от расстояния до центра галактики и времени), так и последние данные об экзопланетах. Так, недавно астрономы пришли к выводу, что экзопланеты с большей вероятностью формируются вокруг звезд с высокой металличностью, то есть тех, которые содержат элементы тяжелее водорода и гелия.

Исключительно из водорода и гелия были сформированы первые звезды в ранней Вселенной. В недрах этих звезд проходили термоядерные реакции, которые привели к синтезу более тяжелых элементов. Эти «тяжелые» элементы были распространены во Вселенной взрывами сверхновых, и поскольку следующее поколение звезд образовалось во многом из материала, выброшенного сверхновыми, то эти звезды имеют более высокие уровни тяжелых элементов.

Соответственно, именно эти, более поздние звезды с наибольшей вероятностью имеют планеты, и среди них, вероятно, есть планеты, пригодные для жизни. Эти звезды с наибольшей вероятностью формируются в тех областях, где взрывается много сверхновых.

Но это рождает потенциальную проблему.

Взрыв сверхновой представляет собой настолько мощное явление, что почти наверняка опустошит планету, вращающуюся вокруг ближайшей звезды, взорвав ее атмосферу и уничтожив благоприятные для жизни условия.

Вопрос, который поставили перед собой Майкл Гованлок и его коллеги, звучал следующим образом: как уравновешены между собой такие процессы, как темп формирования планет, темп взрыва сверхновых и время, которое занимает комплексная эволюция жизни?

Моделирование, проведенное учеными, дает четкий ответ на этот вопрос. По их данным, обитаемые планеты настолько распространены по направлению к центру галактики, что, хотя многие из них и были уничтожены сверхновыми, их осталось достаточно много, чтобы в течение долго времени на них могла развиться жизнь.

Их модель предполагает, что 2,7% звезд во внутренней части галактики могли бы иметь обитаемые планеты, и также не должно быть обитаемых планет слишком далеко от центра галактики. Гованлок и его соавторы утверждают, что лишь около 0,25% всех звезд во внешних частях галактики могут иметь обитаемые планеты.

Данный вывод существенно отличается от модели стандартного тора в качестве «галактической зоны обитаемости» и означает, что потенциально интересными с точки зрения возможности существования жизни являются довольно много звезд.

«Мы прогнозируем, что около 1,2% всех звезд имеют планеты, которые могли бы поддерживать сложные формы жизни в определенные моменты истории галактики», — говорится в статье.

В работе Гованлока и его коллег был выявлен один важный нюанс. Около 75% таких потенциально обитаемых планет будут заблокированы приливными силами, то есть они все время будут повернуты одной стороной к своей звезде, подобно тому, как Луна все время смотрит на Землю одной стороной. Это могло бы представлять собой большую проблему для возникновения и существования жизни на такой планете, ведь одно полушарие такой «заблокированной» планеты будет находиться под палящими лучами своего солнца, а другое полушарие будет буквально сковано льдами.

Впрочем, астробиологи уже яростно обсуждают такие экзопланеты. Дебаты стали особенно активными после открытия первой потенциально обитаемой планеты вокруг звезды Gliese 581: эта планета находится достаточно близко к своей звезде, чтобы не только быть в «зоне обитаемости», но и быть заблокированной приливными силами.

Если прогнозы Гованлока и его коллег справедливы, что вскоре будет найдено большое количество экзопланет в зоне обитаемости, причем большинство из них будет заблокировано приливными силами. Стало быть, ответ на вопрос, насколько возможно возникновение и существование жизни на одной из таких планет, может быть получен в ближайшее время.