Дивный новый мир: поиски жизни за пределами Земли

Где мы впервые найдём инопланетную жизнь, чего стоит ждать от этого открытия, и есть ли альтернативы у наших привычных представлений о понятии живого.

Учёные из НАСА обещают, что до обнаружения жизни за пределами Земли нам осталось ждать не дольше 20 лет. Так как межзвёздные перелёты ещё долгое время будут неосуществимы, очевидно, что искать придётся среди наших ближайших соседей. Вероятнее всего, первым известным человеку внеземным видом будут не рептилоиды на летающих тарелках, а простые бактерии. Но даже такое открытие немедленно станет научной сенсацией и войдёт во все школьные учебники будущего.

Найти жизнь вне земной биосферы — значит смешать ядерный коктейль из коперниканства и дарвинизма.

Земля заурядна, гласит принцип Коперника. Ни в её положении, ни в её основных характеристиках нет ничего уникального. Жизнь могла зародиться и во многих других местах. Космос больше, чем мы можем себе представить: нужно немного подождать и мы обязательно обнаружим вокруг что-нибудь живое и не менее интересное, чем мы сами. Теория естественного отбора добавила к этому утверждение, что жизнь может самостоятельно пройти путь от простых форм к сложным за короткое (по космологическим меркам) время. Обнаружив жизнь на другой планете, мы обнаружим другие, неизвестные нам эволюционные траектории. Сейчас ещё сложно представить, какие выводы можно будет сделать из этих открытий.

Каковы наиболее вероятные претенденты на обитаемость среди наших соседей по Солнечной системе? Какими могут быть другие, альтернативные формы жизни в иных планетарных мирах?

Марс

Поиск жизни на планетах Солнечной системы ведётся уже давно, но только с появлением мощных телескопов и первых космических станций появилась возможность отделять факты от предположений. Вплоть до 1960-х годов многие учёные считали, что на Марсе существует развитая техническая цивилизация. Тонкие линии на поверхности планеты, которые можно наблюдать в телескоп, принимали за ирригационные каналы, с помощью которых марсиане пытались победить засуху. После запуска космической станции Маринер-9 эта гипотеза окончательно изжила себя: «каналы» оказались оптической иллюзией.

Но вполне возможно, что жизнь на Марсе ещё будет обнаружена. В 2015 году марсоход Curiosity нашёл на поверхности планеты что-то, подозрительно напоминающее следы цианобактерий — организмов, которые насыщают атмосферу Земли кислородом. Возможно, в прошлом Марс был более пригоден для обитания, но сейчас соли эфирной кислоты и высокая радиация почти полностью пресекают эту возможность. Но ниже поверхности, где условия более мягкие, вполне могли остаться колонии живых бактерий. Запущенные научные программы — «Экзомарс» и Mars Sample Return Mission — должны проверить это предположение уже в ближайшие годы.

Венера

Венера, как и Марс, находится в зоне обитаемости — не слишком близко, но и не слишком далеко от Солнца для того, чтобы на ней можно было обнаружить жидкую воду. На ранних стадиях формирования планеты вода здесь, по-видимому, действительно существовала, и в больших количествах. Но в середине XX века учёные обнаружили, что Венера уже давно стала жертвой сильнейшего парникового эффекта. Её атмосфера состоит в основном из серной кислоты, а температура составляет около +470°С.

Впрочем, есть бактерии-экстремофилы, которые могут жить и в таких условиях. Но другие формы жизни в привычном нам понимании этого слова обнаружить там вряд ли удастся. Исследования Венеры затруднены из-за раскалённой атмосферы, поэтому первые образцы внеземной жизни наверняка будут найдены где-то в другом месте.

О жизни на Марсе и Венере люди фантазировали столетиями. С началом космических полётов мы гораздо больше узнали о Солнечной системе, и теперь главной мишенью астробиологов стали другие небесные тела — прежде всего Европа и Энцелад.

Европа

Европа — третий спутник Юпитера, по размеру он примерно равен Луне. Учёные предполагают, что под его ледяной поверхностью скрывается солёный водяной океан, превышающий по объёму Мировой океан Земли. В 1997 году эту гипотезу частично подтвердили данные с космического аппарата «Галилео», указывающие на деформацию магнитного поля Европы. Существуют бактерии, которые могут питаться перекисью водорода и не нуждаются в солнечном свете — они вполне могут заселять солёный океан этого спутника.

Чтобы проверить эту гипотезу, придётся не просто пролететь мимо Европы, как это сделал «Галилео», а спуститься на её поверхность. Возможно, в будущем нам даже удасться запустить под лёд этого спутника свои подводные лодки. Но запланированные исследования — в том числе российский проект «Лаплас — Европа П» — раз за разом откладывались или отменялись. Наиболее перспективный проект Europa Clipper от НАСА должен запуститься в 2022 году. До поверхности спутника космический аппарат доберётся точно не раньше 2030 года.

Энцелад

Энцелад — спутник Сатурна. Он тоже покрыт ледяной коркой, под которой предположительно скрывается жидкий и тёплый океан. На Энцеладе бьют мощные гейзеры, выбрасывая подповерхностные воды на много километров вверх. В 2008 году космическая станция «Кассини» прошла через одну их таких струй, собрав образцы для химического анализа. Выяснилось, что вода здесь солёная и напоминает по составу озеро Моно в Калифорнии. В такой высокощелочной среде могут жить некоторые бактерии и даже рачки.

По составу воды и геотермальной активности океан Энцелада напоминает древние океаны Земли. По некоторым данным, океан здесь существует всего около 10 миллионов лет, но в подходящих условиях жизнь может зародиться даже за такой короткий срок. Скорее всего, первой известной человеку внеземной формой жизни будут именно микроорганизмы из океана Энцелада.

Титан

Жизнь на Титане — крупнейшем спутнике Сатурна — кажется менее вероятной. Ландшафт здесь напоминает Землю: есть жидкие океаны, реки и даже осадки в виде дождя, только вместо воды — жидкая смесь метана и этана, которые на Земле существуют в виде природного газа. Температура на поверхности спутника опускается до 170—180°C, поэтому газ приобретает жидкую форму. Но под поверхностью Титана может существовать океан из воды и аммиака, условия в котором гораздо благоприятнее.

Некоторые учёные предполагают, что жизнь на Титане может существовать и в другой, непривычной для нас форме. Молекулярные взаимодействия, необходимые для органической жизни, могут осуществляться не только в воде, но и в жидком метане. В 2015 году американские химики смоделировали бактерию с клеточной мембраной из азотистых соединений, которая смогла бы выжить именно в таких условиях. Не исключено, что когда-нибудь такие формы жизни будут обнаружены — если не на Титате, то в других уголках космоса.

(Не)уникальная Земля

Если даже в Солнечной системе есть несколько мест, в которых могла зародиться жизнь, то сколько таких мест найдётся во всей огромной Вселенной? В 2000 году палеонтолог Питер Уорд и и астроном Дональд Браунли сформулировали гипотезу уникальной Земли, согласно которой возникновение высокоразвитой формы жизни — чрезвычайно редкое явление. Авторы использовали знаменитое уравнение Дрейка и добавили к нему некоторые другие параметры: например, тектоническое движение плит и наличие подходящего спутника — Луны, которая уравновешивает климат нашей планеты. Многие учёные оспаривают выводы Уорда и Браунли.

Но гипотеза уникальной Земли наверняка верна в одном отношении: микробоподобные формы жизни должны встречаться гораздо чаще, чем высокоразвитые.

Человеку до сих пор удалось изучить только крохотную часть космоса. За пределами Солнечной системы есть миллиарды и миллиарды экзопланет, многие из которых могут быть не менее благоприятными для возникновения жизни, чем Земля. До конца 1980-х годов учёные не могли обнаружить ни одной экзопланеты: они слишком маленькие и тусклые, чтобы их можно было увидеть рядом с яркими и крупными звёздами. Благодаря усовершенствованию методов поиска к концу 2017 года было обнаружено уже более 3 500 экзопланет в 2 700 звёздных системах — и этот список продолжает пополняться быстрыми темпами.

В 2015 году астрофизики из Вашингтонского университета предложили индекс, который оценивает, насколько планеты подходят для развития и поддержания жизни. В этом рейтинге обитаемости Земля оказалась на десятом месте: её опередили, в частности, планеты KOI 3456.02 и KOI 7235.01 из соседних Галактик, а также Kepler-442b из созвездия Лира.

Рейтинг, разумеется, далеко не окончательный, и обитаемость планет по нему можно оценить только очень приблизительно. Нам уже известны планеты, похожие на Землю, но детально исследовать их можно будет ещё нескоро. Поэтому первые формы инопланетной жизни мы обнаружим не на них, а гораздо ближе — скорее всего, на Марсе или Энцеладе. Возможно, разумные инопланетяне сами дадут о себе знать, но десятилетия упорных поисков до сих пор ни к чему не привели.

В качестве признаков жизни астробиологи обычно учитывают наличие в атмосфере кислорода, метана, воды и других органических молекул.

Но жизнь может быть совсем не такой, какой мы привыкли её видеть — не только внешне, но и в самом основании.

Вся известная нам жизнь строится из углеродных соединений. Углерод — очень распространённая, податливая и удобная молекула. В 2016 году учёным из Калифорнийского технологического института в Пасадене удалось синтезировать органические вещества на основе другого элемента — кремния. Почему бы не предположить существование кремниевой жизни на других планетах? Или жизнь на основе фосфора? Аммиака? Или совсем уж непредставимое — жизнь на основе не химических, а физических взаимодействий?

Не стоит сбрасывать со счетов и другие возможности, которые мы пока даже не можем предвидеть. Жизнь в других мирах может оказаться ещё страннее самых странных игр нашего воображения.

Источник: m.vk.com