Ричард Докинз - Человек в космосе. Отодвигая границы неизвестного [сборник litres]

Я хочу задать вам вопрос. Не Европе есть огромный океан соленой воды. В два-три раза больше воды, чем на Земле. Как вы думаете, справедливо ли утверждение «больше воды – больше жизни»? Что ж, давайте взглянем на нашу родную планету и подумаем. Здесь мы имели возможность изучить, например, глубоководные осадки. Жизнь формируется в океане и оседает на дно, и мы можем точно сказать, что в осадках у побережья в тысячу раз больше организмов, чем на глубине. Больше воды не означает больше жизни, потому что необходимы также питательные элементы.

Большинство океанической жизни также живет рядом с поверхностью и потребляет энергию солнечного света. Океан на Европе покрыт километрами льда. Лучшим земным аналогом были бы, пожалуй, озера в Антарктике, также скрытые под очень толстым льдом. Лед над этими озерами бурили и узнали, что в них действительно есть жизнь. Это хорошие новости. Жизнь в антарктических озерах – хемосинтетическая. Она зависит от химических элементов, а не от солнечного света – очень похоже на то, что могло бы происходить на Европе. Но это очень скудная жизнь с небольшим количеством органического материала – в десять раз меньше, чем даже на дне глубокого океана.

На Марсе недостаточно воды, так что организмы, если они вообще есть, весьма немногочисленны. Скорее всего, они находятся в изолированных карманах глубоко в коре планеты. Жизнь на Европе, если она вообще есть, тоже, вероятно, скудна, потому что там недостает питательных веществ и энергии. Науке неважно, насколько многочисленна жизнь. Если она есть, мы ее найдем и изучим и тем самым внесем значительный вклад в наше понимание мира, экзопланет и прочего. Но иногда я думаю о том, что главный вывод, который мы можем сделать из всего сказанного – это мысль о том, насколько уникальна наша планета. Единственная известная нам планета с многообразной и многочисленной жизнью.

Швейцарский астрофизик Мишель Майор родился в Лозанне 12 января 1942 года. Майор – заслуженный профессор факультета астрономии Женевского университета и до сих пор активно работает во многих областях исследований. Слава пришла к нему в 1995 году, когда он (совместно с Дидье Кело) впервые в истории обнаружил экзопланету 51Peg b, обращающуюся вокруг звезды солнечного типа.

Майор был награжден швейцарской премией имени Марселя Бенуа в знак признания его работы и ее значения для человечества. В 2000 году ему была присуждена премия Бальцана, а в 2004 году он получил медаль Альберта Эйнштейна. В 2005 году Майор получил премию Шо по астрономии. Его команда ответственна за обнаружение примерно половины экзопланет, найденных на сегодняшний день методом доплеровской спектроскопии. В 2019 году ему была вручены премия Вольфа по физике. В 2019 году за открытие экзопланеты 51Peg b Мишель Майор (совместно с его коллегой и учеником Дидье Кело и Джеймсом Пиблсом) был удостоен Нобелевской премии по физике.

Мишель Майор – ведущий исследователь проекта HARPS (высокоточный спектрограф для измерения лучевых скоростей и поиска экзопланет), в рамках которого ученые отрывают все больше нетяжелых планет класса «суперземля» и нептуноподбных планет. В 2010 году Майор вместе с Гариком Исраеляном и Нуно Сантосом был награжден международной научной премией имени Виктора Амбарцумяна по астрофизике.

Еще в античные времена греческие философы обсуждали возможность существования во вселенной «множества миров» и даже «множества обитаемых миров». Больше двадцати веков прошло с того момента, как философ Эпикур выразил глубокое убеждение в том, что другие миры должны в бесконечном количестве существовать во вселенной.

На протяжении последовавших двух тысячелетий этот вопрос оставался предметом философской дискуссии. Не так давно, в XX веке, предположение о существовании иных миров (и иных форм жизни) легло в основу множества художественных произведений. И все же до 1940-х годов астрономы склонялись к тому, что количество планетных систем в галактике Млечный Путь чрезвычайно мало: где-то между нулем и парочкой. Это интересная оценка, потому что мы знаем, что количество звезд в нашей Галактике – более сотни миллиардов. Такой пессимистичный прогноз стал следствием повсеместного распространения приливной теории формирования планет, предложенной сэром Джеймсом Джинсом. По его предположению, для формирования газовой туманности (без которой не могут появиться планеты) должно произойти очень редкое событие.

В сценарии Джинса динамическое взаимодействие проходящих очень близко друг к другу звезд считалось главной причиной образования газообразных туманностей. А встреча двух звезд – весьма маловероятное происшествие. В 1940-е годы теория Джинса была отвергнута, и тут же предполагаемое количество планетных систем в Млечном Пути выросло до миллиардов.

Современная точка зрения состоит в том, что туманность формируется не в результате исчезающе редкого близкого прохождения двух звезд, а в процессе рождения самой звезды. Во время коллапса турбулентного и неоднородного молекулярного облака возмущения плотности естественным образом формируют новую звезду, которая окружается быстро вращающимися дисками частиц газа и пыли, образуя так называемый аккреционный диск.

Существование таких дисков сначала было выведено теоретически, а затем обнаружено в наблюдениях – ученые зарегистрировали инфракрасное излучение от пыли такого диска. Прекрасное подтверждение существования (и распространенности) этих аккреционных дисков было получено космическим телескопом «Хаббл» в 1995 году. На подавляющем большинстве изображений молодых звезд, находящихся между Землей и молекулярным облаком в туманности Ориона, имеется небольшой темный ореол – это пылевой компонент аккреционных дисков, поглощающий рассеянный свет этой туманности. (См. рисунок 19 на вклейке.)

Наиболее широко принятая теория формирования планет была предложена в 1969 году российским астрономом Виктором Сафроновым. В этой модели частицы пыли протопланетного диска постепенно срастаются, что приводит к медленному образованию планетезималей, которые продолжают расти и в конце концов создают маломассивные скалистые планеты. В областях диска, достаточно удаленных от звезды, присутствие частиц льда делает процесс формирования более эффективным и ускоряет создание того, что в итоге станет ядром планеты. Когда такое протоядро достигает массы, примерно в 10 раз превышающей массу Земли, происходит быстрый гравитационный коллапс газа в окружающем аккреционном диске, и это завершает образование газового гиганта (вроде нашего Юпитера).

Последняя фаза (гравитационный коллапс) может произойти только в течение нескольких миллионов лет, соответствующих времени жизни аккреционного диска. Это значит, что образование массивных планет может иметь место только в том случае, если первоначальный этап аккреции ледяных частиц и планетезималей происходит достаточно быстро по сравнению со временем жизни аккреционного диска.