Двигатели жизни

Если бы мы могли определить состав атмосферы планеты наряду с ее массой и расстоянием от ее звезды, то имели бы потенциальную возможность заключить, существует ли жизнь за пределами нашей Солнечной системы. Как ни удивительно, эта задача, по-видимому, вполне выполнима. Самый простой метод определить состав атмосферы планеты – это воспользоваться прохождением планеты перед звездой, которая с точки зрения наблюдателя будет в этот момент в затмении. На протяжении затмения свет от звезды будет просвечивать через тонкую пленку планетарной атмосферы. Атмосферные газы поглощают свет, и разница в спектрах излучения звезды самой по себе и во время затмения ее планетой может быть использована для вычисления газового состава атмосферы планеты. Существуют несколько сложных методов, при помощи которых можно убрать сияние звезды на заднем плане и очень точно определить спектр света, зафиксированного телескопом. Однако для таких измерений требуются не только значительные капиталовложения в аппаратуру, но также большое количество драгоценного времени телескопических наблюдений. Ввиду этого мы обладаем гораздо меньшим количеством информации об атмосферах внесолнечных планет, нежели о самих этих планетах. Мы смогли различить атмосферы планет, содержащие водяной пар, угарный газ (CO) и углекислый газ (CO2), метан и даже ацетилен. Большинство этих планет являются газовыми и расположены очень близко к звезде. Они имеют большие размеры и очень высокую температуру. Ни одна из обнаруженных до сих пор планет не находится в обитаемой зоне своих звезд, и ни одна не годится в кандидаты на возможное существование на ней жизни, но это почти наверняка должно измениться на протяжении следующих десяти с чем-то лет, поскольку мы открываем все новые планеты, а наши наблюдательные приборы становятся все более сложными.

Критерием того, может ли на внесолнечной планете существовать жизнь, служит равновесное состояние газового состава атмосферы. Термин «равновесное состояние» предполагает, что образование этих газов может быть отнесено исключительно за счет геологических условий на планете. Так, например, на Земле вулканы извергают углекислый газ и метан, а под влиянием жара от Солнца жидкая вода испаряется вне зависимости от того, есть ли на планете жизнь; сами по себе эти газы не могут служить индикаторами наличия жизни. Тем не менее изменение состава нашей атмосферы микроорганизмами задолго до появления растений и животных дает нам некоторое представление о том, какие газы следует искать на внесолнечных планетах в обитаемой зоне – том месте, где планета находится в достаточной степени близости к своей звезде, чтобы вода на ее поверхности могла сохраняться в жидком состоянии.

Одним из очевидных индикаторов является присутствие молекулярного кислорода, которое привело на Земле к образованию стратосферного озонового слоя. Обнаружение озона на планете земного типа в пределах обитаемой зоны будет сложно объяснить чем-то, кроме присутствия там жизни. Озон не принадлежит к числу газов, которые могут вырабатываться любым из механизмов, понимаемых нами под условиями поддержания равновесного состояния. Еще одним кандидатом, не входящим в равновесное состояние, является веселящий газ (N2O). Если в атмосфере планеты земного типа будут обнаружены и веселящий газ, и метан, это почти наверняка будет указывать на наличие жизни.

В январе 1613 года, через четыре года после того, как Галилей открыл, что луны Юпитера вращаются вокруг этой планеты, он обнаружил в нашей Солнечной системе другую планету, которую нельзя было увидеть невооруженным глазом. Эта планета, Нептун, находится на расстоянии 4,5 миллиарда километров от Земли и так же, как и Земля, вращается вокруг Солнца. Спустя четыреста лет астрономы установили, что в одной галактике Млечный Путь имеется около 144 миллиардов планет. И хотя эта цифра может быть неточна, в известной Вселенной насчитывается более 100 миллиардов галактик. Таким образом, вероятность того, что мы одни в этом мире, поистине мала. Если жизнь существует только на нашей планете, это означает, что Земля выиграла в лотерее жизни из более чем 1022 возможных исходов. Я бы поставил на то, что и в нашей собственной Галактике имеются другие победители, помимо нас, – но я никогда не бьюсь об заклад.