Все эти миры — ваши. Научные поиски внеземной жизни

Я намеренно выразился так осторожно, и слово «могут» тут ключевое. Лишь в нескольких случаях нам удалось измерить плотность планеты, и, следовательно, нельзя с уверенностью сказать, что это каменные миры, а не газовые. Некоторые из этих планет лежат в пределах зоны обитания своих родительских звезд — и, зная это, мы можем хотя бы приблизительно вычислить среднюю температуру на их поверхности. Атмосфера и условия, пригодные для жизни, могут существовать на одной из уже известных нам планет. Но у нас нет на этот счет никакой уверенности. Даже если мы обнаружим 1000 потенциально обитаемых миров, может оказаться, что 999 из них — стог сена и только один — иголка, которую мы ищем. Вероятность обнаружить действительно пригодный для жизни мир, не говоря уже о самой жизни, может оказаться даже меньше, чем это соотношение.

Мне хотелось бы еще раз предупредить, что желание ограничить наши поиски жизни исключительно землеподобными мирами говорит о недальновидности. Стоит лишь вспомнить миры в нашей Солнечной системе, которые совсем не похожи на Землю, но тем не менее представляют большой интерес для астробиологов. Мы только приступаем к поискам жизни на экзопланетах, и нам надо с чего-то начинать, а землеподобные миры в обитаемых зонах своих родительских звезд не хуже любого другого варианта.

На сегодняшний день перед нами «стог» землеподобных миров размером с галактику, и запланированные на следующее десятилетие космические миссии, вероятно, откроют еще больше. Однако после обнаружения подобных планет нас ожидает еще один важный этап — нам надо будет определить, есть ли у них атмосфера. И чтобы показать, зачем это нужно, я приглашаю вас бросить беглый взгляд из космоса на наш земной дом.

«Галилео»: можем ли мы обнаружить жизнь на Земле?

Когда в 1989 г. космический аппарат «Галилео» начал свое путешествие к Юпитеру, он двигался по сложной извилистой траектории вокруг планет внутренней Солнечной системы. «Галилео» облетел вокруг Венеры, а потом вокруг Земли, и даже не по одному, а по два раза, каждый раз совершая гравитационный маневр, увеличивавший его скорость. Прохождение в непосредственной близости от планет представляло собой уникальную возможность. Мог ли этот космический аппарат, построенный и оснащенный для исследования физического окружения Юпитера, повернуть свои камеры и датчики в сторону Земли? Какое представление о ней сложится у этого межпланетного исследователя? Сможет ли «Галилео» установить наличие жизни на Земле?

Карл Саган был среди тех, кто хорошо понимал, что пролет «Галилео» на близком расстоянии от Земли — уникальная возможность смоделировать сближение межпланетного космического зонда с живой планетой. Что же получилось в результате? «Галилео» сблизился с Землей в декабре 1990 г., а еще три года спустя в научном журнале Nature появилась большая статья, написанная группой ученых под руководством Карла Сагана. Статья была озаглавлена «Поиски жизни на Земле с борта космического аппарата „Галилео“». Так что же обнаружил «Галилео»?

Для начала: поверхностность Земли обладает характерным цветом — бортовой панорамный спектрограф обнаружил, что она сильно поглощает синюю и зеленую части видимого света. Инфракрасная область по соседству с видимой областью практически не затронута. Четкая граница поглощения получила название «красный край». Никакая известная нам горная порода или реголит не могли дать такого эффекта — это спектральный признак биологического пигмента хлорофилла, который выработался в результате многих миллионов лет эволюции. Хлорофилл поглощает синие и зеленые лучи солнечного спектра. Инфракрасные фотоны несут меньше энергии и просто отражаются, чтобы избежать перегрева.

Одним из важнейших наблюдений, выполненных «Галилео», был спектральный анализ нашей атмосферы, выявивший присутствие молекулярного кислорода и озона, а также небольших концентраций крайне редко встречающегося газа — метана. Вулканизм, поверхностная химия и реакции, проходящие в атмосфере под воздействием солнечного света, — все вместе не могут породить столько кислорода и метана, сколько присутствует в земной атмосфере. Такой состав атмосферы выглядит очень необычно, если не знать о существовании на поверхности Земли живых организмов, которые влияют на атмосферу посредством целого ряда биохимических реакций, которые мы называем обменом веществ.

Еще одна странная вещь — Земля постоянно генерирует какие-то электромагнитные колебания в радиодиапазоне. И это не короткие вспышки, связанные с молниевыми разрядами, а причудливая какофония пульсирующих узкополосных радиосигналов. И наконец, вы можете задаться вопросом, получил ли «Галилео» снимки поверхности, на которых были бы видны наши города и следы присутствия человечества. Как выяснилось, на таком близком расстоянии, когда можно было разглядеть мельчайшие детали, «Галилео», пролетавший над Западной Австралией и Антарктидой, не заметил ни одного созданного человеком объекта размером более километра.