Книга Воображаемая жизнь - Майкл Саммерс

Происхождение жизни

Учитывая все эти факты — высокую вероятность наличия воды, положение нескольких планет в ЗООЗ и сильный приливный разогрев — в системе TRAPPIST-1 существует масса возможностей для развития жизни. Как и в мире, который в главе 10 мы назвали Гало, важным экологическим фактором на всех этих планетах будут сильные ветры, переносящие тепло от стороны, обращённой к звезде, на сторону, обращённую в космос. В мирах с поверхностными или подлёдными океанами жизнь могла бы развиваться и процветать вокруг горячих источников срединно-океанических хребтов. В таких случаях возможность выхода жизни на сушу будет зависеть от (пока неизвестных) особенностей атмосферы и климата. Одним из самых интригующих свойств системы TRAPPIST-1 является то, что она, вероятно, обладает огромным разнообразием планетарных сред обитания. Это может быть микрокосм в мире экзопланет.

Существуют два фактора, которые могут препятствовать развитию жизни в системах, подобных TRAPPIST-1. Первым из них является склонность маленьких звёзд испускать очень интенсивное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение. Второй — это их склонность поливать своё окружение интенсивными потоками заряженных частиц — потоками, которые называются солнечные вспышки и корональные выбросы массы (КВМ, обсуждаются ниже). Один автор сравнил TRAPPIST-1 с «буйным подростком». Несмотря на то, что эта звезда почти на 60 процентов старше нашего Солнца, по отношению к расчётной продолжительности её жизни (12 триллионов лет) она очень молода. У её буйства есть два важных следствия. Первое из них заключается в том, что интенсивное ультрафиолетовое и рентгеновское излучение может способствовать потере поверхностных вод на планетах с течением времени. Во-вторых, события, связанные с КВМ, могут оказать разрушительное воздействие на любое технологически развитое общество, которое может там развиваться.

Давайте начнём с потери воды. На Земле в атмосфере всегда есть некоторое количество водяного пара, потому что вода испаряется из океанов и озёр. Высокоэнергетическое излучение Солнца может взаимодействовать с этими молекулами воды, расщепляя их на составляющие атомы кислорода и водорода. Водород, будучи очень лёгким, может рассеяться в космосе в результате обычной диссипации атмосферы. Считается, что именно в результате этого процесса Венера и Марс потеряли свой эквивалент нынешних водных океанов Земли в течение времени своего существования. Однако Земля, будучи больше Марса, обладает более сильной гравитацией, которая противодействует этой диссипации. Кроме того, она обладает очень сильным магнитным полем, которое защищает её атмосферу от высокоэнергетических заряженных частиц, которые Солнце выбрасывает во время солнечных бурь. Ни Марс, ни Венера не обладает значительным магнитным полем.

Из-за того, что планеты TRAPPIST-1 находятся так близко к своей звезде, они поглощают значительно больше высокоэнергетического излучения, чем планеты, находящиеся дальше от звезды. Это могло бы оказать существенное влияние на количество воды, которое сохранилось на их поверхности. Некоторые расчёты показывают, что планеты TRAPPIST-1, возможно, уже потеряли значительно больше воды, чем есть сейчас в океанах Земли. Если это так, то вначале они могли бы обладать поверхностными океанами, в которых жизнь могла развиться в жерлах срединно-океанических хребтов. Кроме того, количество воды на них в данный момент зависит от того, сколько её у них было тогда. Если вся вода с поверхности будет утрачена, то жизнь там не сможет развиваться так же, как, по нашему мнению, она развивалась на Земле. Может ли он возникнуть на такой планете где-либо ещё (например, в подземном водоносном горизонте) — этот вопрос пока остаётся открытым.

Однако, сделав это замечание, мы должны отметить, что наличие интенсивного излучения не означает, что жизнь в системе звезды TRAPPIST-1 не могла развиться. Во-первых, если бы какая-либо из планет в ЗООЗ обладала плотной атмосферой, её поверхность, включая поверхностные океаны, могла бы быть защищена. Кроме того, вода является хорошим поглотителем ультрафиолетовых лучей, и даже 3 фута (1 м) жидкой воды полностью защитили бы любую более глубоководную жизнь от излучения звезды. Наконец, если бы вода на внешних планетах существовала в форме льда, а не жидкости, у нас было бы нечто вроде мира, который в главе 6 мы назвали Айсхейм, и все комментарии, которые мы сделали в отношении возможности развития жизни в глубинах этого мира, были бы применимы и здесь.

Кроме того, мы отмечаем, что любая подземная жизнь на планете звезды TRAPPIST-1 также будет защищена от излучения звезды. Идея о жизни глубоко под землёй не такая уж и странная, как может показаться на первый взгляд. Например, было высказано предположение, что на нашей собственной планете под землёй находится больше биомассы, чем на её поверхности. На Земле такая жизнь представлена в основном бактериями, и мы предполагаем, что то же самое возможно на любой из планет звезды TRAPPIST-1.

Относительно небольшой размер системы TRAPPIST-1 имеет ещё одно важное следствие для происхождения жизни. Дело в том, что, как только на любой из планет развивается жизнь, запускается простой механизм её быстрого распространения по всей звёздной системе этой планеты: перенос микробов на обломках, образовавшихся в результате столкновения с астероидами. На первый взгляд это может показаться странным утверждением, но мы знаем, что уже миллионы лет в нашей собственной системе происходит межпланетный обмен материалами. Например, на Земле мы идентифицировали более 100 метеоритов, которые происходят с Марса. (Такая идентификация производится путём исследования образцов атмосферных газов, захваченных метеоритами.) Они образуются, когда большой астероид ударяется о поверхность Марса, выбрасывая материал с поверхности в космос. Оказавшись вдали от Марса, обломки блуждают по орбите вокруг Солнца, пока не встретятся с гравитационным полем Земли, которое притягивает их на поверхность планеты, где они ждут, когда их обнаружат. Весьма вероятно, что микробы способны перелетать на таких обломках с одной планеты на другую.

Поскольку планеты TRAPPIST-1 расположены так близко друг к другу, там перенос материала при столкновении с астероидами был бы гораздо более распространённым явлением, чем в нашей Солнечной системе. Следовательно, если бы мы нашли жизнь на одной планете системы TRAPPIST-1, то мы могли бы ожидать, что обнаружим её на многих, а то и на всех остальных планетах.

Также мы ожидали бы, что естественный отбор, действующий в различных условиях на разных планетах, приведёт к появлению отличных друг от друга видов развитой жизни. Представьте, например, что неандертальцы развивались на холодной ледяной планете, где они смогли конкурировать с Homo sapiens, тогда как последний развивался на планете с более благоприятными условиями. Что произойдёт, когда они столкнутся друг с другом? Когда это произошло на Земле около 30 000 лет назад, последовал (как бы помягче выразиться?) обмен ДНК между двумя видами с последующим вымиранием одного из них. Однако если бы у каждого из них была своя планета, мы бы и в этом случае ещё могли бы получить обмен ДНК, но, вероятно, не вымирание. Знаменитая сцена в баре из «Звёздных войн», когда представители множества форм жизни пьют и играют в азартные игры, может стать реальностью на межпланетной станции для отдыха в системе TRAPPIST-1.