Жизнь на планетах других солнечных систем

Небесные тела, подобные Земле, могут вращаться вокруг далекого Юпитера. Размером с Землю, планеты других солнечных систем, такие как спутники в планетарных системах, находящиеся на огромных расстояниях в триллионы километров от нас, могут быть очагами другой жизни.

"Это самый тщательный взгляд на поиск обитаемых лун, который я видел",- говорит Даррен Уильямс, астроном из Пенсильванского университета, который не принимал участия в исследовании. "Я воодушевлен данными, указывающими, что мы найдем луны в изобилии, и что часть из них может быть пригодной для жизни."

Астрономы обнаружили около 3600 подтвержденных или вероятных планет, вращающихся вокруг других звезд, большинство из которых имеют идеальное сочетание размера и температуры для поддержания жизни. Тем не менее, более 150 из них являются газовыми гигантами на орбитах, где жидкая вода может существовать, если только они имели твердую поверхность. Жизнь могла бы выжить на скалистых спутниках найденных Нептун и Юпитер-подобных планет.

Эта щедрость умеренных гигантов привела астрономов Рене Хэллера из института Лейбница для астрофизиков в Потсдаме в Германии и Рори Барнса из университета штата Вашингтон к тому, чтобы изучить все факторы, которые определяют жизнедеятельность лун. Луна существенно сложнее, чем планеты, потому что она находятся во власти как их хозяина планеты так и звезды: звезда светит на её поверхность, а так же на неё попадает отражение от верхней части газовых облаков своей планеты. (Юпитер, например, отражает примерно треть солнечного излучения, попадающего на него). Луна также может сжиматься и деформироваться гравитационным притяжением их массивных планетарных компаньонов. Это явление, называемое приливом отопления, который поставляет ещё один источник энергии.

Эти взаимодействия с планетой и звездой приводят к некоторым совершенно странным условиям. Порой одна часть луны может иметь в небе звёзды и планеты, обеспечивая большое количество энергии, в то время как другой регион находится в полной темноте. Минутные или многочасовые затмения звезда планеты-гиганта будет частым явлением. Тем не менее, Хеллер и Барнс обнаружили, что средний приток энергии в луны может быть достаточно для поддержания жизни.

Возможно, самым большим препятствием на пути обитаемости экстрасолнечных лун является их размер. Хеллер и Барнс указывают, что Луна должна быть примерно такой же массы как Земля для поддержания атмосферы и магнитного поля, которые могли бы отвлечь от смертельного излучения планеты-гиганта по соседству. Это может быть жёстким требованием для поиска: спутник Юпитера Ганимед, самый большой спутник в Солнечной системе, имеет массу только 2 процента от Земли.

Однако, астрономы предложили каким образом планеты-гиганты могут развивать громоздкие лун. Уильямс описывает, что гравитационное взаимодействие может привести к захвату газовым гигантом земной планеты, чтобы потом он стала его луной. Хеллер соглашается, что такие луны должны существовать: "Когда я думаю обо всех странных планетах, которые мы нашли - горячий Юпитер, планеты, вращающиеся вокруг двух звёзд - почему мы не сможем найти большую луну вокруг газовой планеты?"

Хеллер и Барнс используют сочетание всех этих факторов, чтобы придумать новые меры, называемые обитаемые края, поиск минимального расстояния между данной планетой и луной, которая позволила бы жизнь на луне. Оставаясь ближе, приливные отопления смогут стерилизовать луны. Хеллер говорит, что когда астрономы в конце концов обнаружат луны в условиях достаточно теплых для жидкой воды, они могут использовать свойства тел, чтобы увидеть, существует ли там жизнь.

Дэвид Киппинг, астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, ведёт поиск обитаемых лун на основе данных, получаемых с космического телескопа Кеплер. На прошлой неделе он заявил на конференции Американского астрономического общества в Лонг-Бич, штат Калифорния, что его анализы семи планет при помощи Кеплера не показали никаких признаков луны, но он планирует изучать более 100 планет. "Это приятно видеть, когда сделано такого рода исследование",- говорит Киппинг про открытие Хеллера и Барнса.

Пенсильванский планетарный ученый Джеймс Кастинг раделяет оптимизм Кипинга по поводу новой работы, но он сетует на то, что пройдет много времени, прежде чем астрономы могут проверить при помощи зондирования конкретные луны на воду, двуокись углерода или другие признаки жизни. Такой подвиг потребует телескоп с достаточным разрешением, чтобы отфильтровать свет от звезд и планет и сосредоточиться исключительно на Луну. "Можно утверждать, что там есть обитаемые спутники, но вы никогда не сможете проверить это",- говорит он.

Хеллер признает, что расследования отдельных лун будет трудным, хотя он указывает на недавнее исследование, утверждая, что космический телескоп НАСА Джеймс Вебб, запуск которого намечен на 2018 год, сможет анализировать окружающие небольшие луны, тусклые звезды близко находящиеся к Земле.

Несмотря на обеспокоенность Кастинга, Даррен Уильямс акцентирует внимание на том, что этот документ даёт еще одну возможность для открытия чужеродной формы жизни, которая может процветать. "Луна только улучшит шансы того, что жизнь, как мы знаем, может существовать в другом месте",- говорит он. "Разнообразие условий среды, в которые вы можете это иметь, просто поразительно."