Эрик Асфог - Когда у Земли было две Луны. Планеты-каннибалы, ледяные гиганты, грязевые кометы и другие светила ночного неба

Ультрахолодный красный карлик горит медленно, как слой тлеющих углей из твердой древесины. Атомная физика предсказывает, что он не потухнет триллионы лет, в сто раз дольше, чем на сегодняшний день существует Вселенная. Динамическая стабильность его планет гарантирована на сотни миллиардов лет; главный риск для них – это появление какого-то чужака извне (бродячей планеты), который прилетит и столкнется с одной из них. Если что-то разбивает состоящую из множества резонансов цепочку Лапласа, то вся система может быстро развалиться, так что такое событие станет катастрофой библейского размаха, но оно вероятно только на временных промежутках в триллионы лет.

Если на одном из этих миров существует жизнь, у нее, судя по всему, есть шанс пройти в тысячу раз больше этапов развития, чем у жизни на Земле. Если она все еще не зародилась, ей некуда торопиться. Может, к моменту гибели Вселенной она достигнет там в некотором роде совершенства. Пять миллиардов лет спустя, подняв головы к своему ночному небу, жители этого мира увидят, как наше Солнце превращается в красный гигант, а потом выбрасывает красивую туманность; позже про него забудут, и оно станет еще одной потерянной звездой в их исчезающих созвездиях. Система TRAPPIST-1 и другие системы, обращающиеся вокруг красных карликов, продолжат жить, пока более яркие звезды, такие как Солнце, будут одна за другой вспыхивать ослепительным светом и гаснуть навсегда. Через 100 млрд лет в состарившейся и опустевшей Вселенной, возможно, все еще будет биться пульс жизни – чрезвычайно развитой жизни, обитающей около этих выносливых маленьких звезд.

Цепочка резонансов планет системы TRAPPIST-1 может наделить ее обитателей очень интересным календарем и подарить им немало впечатляющих и никогда не повторяющихся зрелищ. Расстояние между соседними планетами там в несколько раз больше расстояния между Землей и Луной, а сами планеты в несколько раз больше Луны, так что при максимальном сближении они будут видны на небе как полные луны, имеющие разные цвета и отметины. Иногда они будут гоняться по небу друг за другом, иногда – отставать, закладывая повороты на реальных и кажущихся траекториях, пока пары планет движутся вокруг своей звезды. Соединения соседних планет – то есть полных лун – будут происходить каждый планетный год, иначе говоря, каждые несколько земных недель. И конечно, у самих планет тоже будут спутники, а у некоторых могут быть и кольца. Думаю, вполне можно признать, что каким бы впечатляющим ни было ночное небо на Земле, эту красоту нам просто нечем крыть.

Но в условиях около ультрахолодных красных карликов есть один существенный недостаток. Более внимательно проанализировав данные прохождений в системе TRAPPIST-1, мы видим у этой звезды не только минимумы яркости, когда планета загораживает ее свет. Есть тут и пики, соответствующие ее мощным вспышкам. Мы фиксируем только видимый свет, но с каждой такой вспышкой, возникающей из-за нестабильности термоядерных реакций внутри еле горящих звезд, будут связаны все виды ионизирующего излучения. Жизнь вокруг звезды TRAPPIST-1 и в других подобных системах, если она существует, могла быть вынуждена укрыться под поверхностью планеты или в океане, чтобы справиться с разрушительным воздействием радиации на живую материю. Жить под землей не так уж плохо, если ты бактерия; считается, что на Марсе, Европе, Титане и даже на Меркурии [323]есть подповерхностные районы, потенциально пригодные для земных организмов. А уж жить в океане совсем нетрудно. В любом случае эти вспышки также могут обеспечить искру, необходимую для зарождения жизни, – потоки ионизирующего излучения, которое может запустить как раз нужные протобиохимические реакции.

Я не уверен, что мы сможем количественно оценить вероятность существования жизни на других планетах, пока не обнаружим ее где-то еще. Это напоминает мне «правильный метод философии», заявленный австрийским философом Людвигом Витгенштейном: «О чем невозможно говорить, о том следует молчать» [324] [325]. Тем не менее инопланетная жизнь – это то, о чем мы думаем и говорим, и в значительной степени это то, ради чего ведутся исследования других планет. Уверен, нет никакого вреда в том, чтобы постараться сформулировать верный вопрос. Более глубоко оценивая проблему в своей книге «Редкая Земля» (Rare Earth), палеонтолог Питер Уорд и астроном Дон Браунли [326]20 лет назад пришли к заключению, что сложная жизнь во Вселенной встречается чрезвычайно редко, потому что для ее существования должно совпасть слишком много факторов [327]. А в 1950 г. физик Энрико Ферми заметил, что при наличии в Млечном Пути сотен миллиардов звезд инопланетяне уже должны были вступить с нами в контакт, если только сложная жизнь не представляет собой исключительно редкое явление («парадокс Ферми»). Возможно, так оно и есть.

Давайте постулируем, что зарождение жизни является детерминированным – то есть, если вы обеспечите верные первоначальные условия, жизнь возникнет. (Если же для этого нужна искра Господня, то я не вижу причин, по которым жизни не может быть и в подземном рассоле на Ганимеде, невзирая на отсутствие тектоники плит, Солнца, Луны и всего остального.) Если жизнь детерминирована, тогда все сводится к тому, насколько конкретны ее требования. Давайте предположим, что для каждого такого условия есть некий конечный разрешенный диапазон (назовем его эпсилон – греческая буква ε, которая в математике означает «что-то очень маленькое»), так что, если вы создадите планету, попадающую в это ε-пространство параметров, жизнь там с большой вероятностью возникнет. Это опасная игра, потому что мы склонны воспринимать наш собственный опыт как нормальный, но давайте все же сыграем.

Наша Галактика, как она выглядела из Веллингтона, Новая Зеландия, 25 октября 2013 г.

Andrew Xu (CC BY-SA 2.0)

Для начала сузим ε-пространство так, чтобы оно включало только планеты, где есть океаны и тектоника плит – их мы обычно называем «землеподобными». Возможно, это одна планета из десятка тысяч (точно мы не знаем). Скажем, что планете необходимо иметь крупный спутник, который управляет приливами древних океанов, обеспечивая сложное взаимодействие суши и моря. Возможно, это одна планета из десяти (в конце концов, нам известны системы Земля – Луна и Плутон – Харон, так что это явление не необычно). Также предположим, что требуется наличие одной или нескольких планет-гигантов на более отдаленных орбитах: они служат фильтром, не допускающим поздних бомбардировок астероидами и кометами, удары которых могут уничтожить жизнь как только она зародится. Это, вероятно, одна планета из десяти тысяч, принимая во внимание то, что наша Солнечная система кажется уникальной среди тысяч известных нам систем. Так что теперь мы имеем одну планету на миллиард. Давайте даже предположим, что нам необходима такая соседняя планета, как Марс, где жизнь может зародиться раньше, пока обитаемая в долгой перспективе планета (Земля) остывает от своего перегрева. Думаю, это будет одна планета из десяти. Еще допустим, что вокруг должно быть достаточное количество астероидов и комет (но не слишком много!), так, чтобы небольшое космическое тело в конце концов перебросило жизнь с аналога Марса на аналог Земли. Возможно, это снова одна планета из десяти, так что теперь у нас остаются примерно две такие планеты во всем Млечном Пути. Центральная звезда должна быть относительно стабильной и иметь ожидаемую продолжительность жизни в несколько миллиардов лет; может потребоваться, чтобы она была похожа на Солнце, так что, скажем, такая попадается один раз на сотню. Теперь таких планет куда меньше одной во всей Галактике. Также может потребоваться поздняя доставка с других тел системы биогенных молекул, например фосфорных или углеродных соединений, с помощью астероидов. Думаю, выполнение этого условия мы получаем бесплатно в нагрузку к баллистической панспермии, но добавим для полной уверенности еще один порядок. Далее, предположим, что планета должна находиться в правильной части галактики, чтобы жизнь не уничтожили вспышки гамма-лучей и прочая звездная активность. Пусть это будет еще одна из ста. Наконец, чтобы мало не показалось, пусть у нас должно произойти позднее столкновение К/Т-типа, массовое вымирание, которое позволит видам-аутсайдерам (в нашем случае – млекопитающим) выбраться из своих нор и захватить планету. Это еще одна из ста. Теперь у нас остался один шанс на миллиард триллионов. Такая величина ε подразумевает, что во Вселенной есть по меньшей мере сотня тысяч очень близких копий Земли – если, конечно, каждый отдельный дротик летит в мишень случайным образом!