Наука наносит ответный удар: проверка фактов в кинофильмах - Андреас Мюллер
Биологи утверждают, что у живых организмов есть способность:
• осуществлять обмен веществ, то есть поглощать из окружающей среды энергию и перерабатывать ее;
• расти и развиваться;
• реагировать на раздражители, поступающие извне;
• самоорганизовываться;
• воспроизводиться (размножаться);
• передавать информацию.
Астроном, мечтающий обнаружить жизнь на экзопланете, должен попытаться каким-то образом доказать, что там есть предпосылки для возникновения жизни или какие-либо из этих признаков активности, причем сделать это удаленно. К предпосылкам возникновения жизни на Земле, вероятнее всего, можно отнести наличие воды в жидком состоянии. Согласно общему учению, жизнь зародилась в море. Ученые также ведут дискуссию о «черных курильщиках», источниках тепла, по сути — вулканах, расположенных на большой глубине или на суше. Судя по всему, они сформировали правильный коктейль из химических элементов и подходящую среду для того, чтобы решающий шаг — превращение неодушевленной материи в живое существо — оказался возможным. Жидкая вода служит еще и растворителем. Благодаря особому распределению заряда в молекуле воды (диполе) она обладает хорошими свойствами: к примеру, в водном растворе хорошо перемещаются ионы. Так что астрономы составляют списки экзопланет, на поверхности которых допускается присутствие воды в жидком состоянии. В эти списки входят только планеты, находящиеся на правильном расстоянии от звезды, вокруг которой они вращаются, то есть в обитаемой зоне. Под этими словами астрономы понимают нечто вроде курортного региона, где не слишком жарко и не слишком холодно.
В эпизодах V и VI «Звездных войн» рассказывается о болотной планете Дагоба. Люк Скайуокер летит к мастеру Йоде, чтобы выучиться и стать джедаем. Судя по всему, поверхность этой отдаленной планеты почти полностью заболочена. Йода живет на ней как отшельник и прячется от Империи. Вполне возможно, что такие планеты на самом деле существуют. Они должны располагаться в обитаемой зоне своей звезды, ведь в болотах есть вода в жидком состоянии. Хотя у планет обычно встречаются полюсы, покрытые льдами. Они возникают в тех местах, где ось вращения планеты пересекает ее поверхность. Всегда ли все именно так? Вообще, все зависит от того, как располагается эта ось вращения по отношению к звезде. Ось вращения Земли не указывает на Солнце, поэтому ее полюсы покрыты льдами и происходит смена времен года. Но у нас в Солнечной системе есть одна планета, ось вращения которой указывает на Солнце, — Уран. Ось вращения лежит в плоскости планеты (она называется эклиптикой). В некотором смысле планета «катится» по траектории своего вращения. На одной из сторон Урана в течение половины периода его обращения вокруг Солнца — всего полный круг занимает 84 года — стоит ясный день, а остальные 42 года царит ночь. Иначе дела обстоят на Венере: по сравнению с Землей она вращается в противоположном направлении, то есть ретроградно. Поэтому на Венере Солнце восходит на западе и заходит на востоке, а на Земле — наоборот.
Обитаемая зона
Обитаемая зона, или зона жизни, — это область вокруг звезды, где расположены планеты, на поверхности которых может быть вода в жидком состоянии. Если планета находится слишком близко к своей звезде, вода испаряется; если слишком далеко — замерзает. Протяженность обитаемой зоны зависит от самой звезды: у молодых синих звезд (на рисунке вверху) с высокой температурой на поверхности эта зона простирается далеко; у желтых карликов, таких как наше Солнце, она находится на среднем расстоянии, а у холодных красных карликов (на рисунке внизу) располагается совсем близко к звезде, потому что только там достаточно тепла.
В обитаемой зоне достаточно тепло, чтобы вода на поверхности планеты могла быть жидкой. Температура звезды уменьшается сверху вниз, и обитаемая зона перемещается ближе к звезде
Источник: NASA
Стоит ли отправиться на Дагобу в отпуск? Могу ответить лишь: «Путешествовать туда не хочешь ты. Резиновые сапоги надеть стоит».
Кстати, строго ограничиваться исключительно теми планетами, которые находятся в обитаемой зоне, не стоит. И за ее пределами возможна жизнь. К примеру, на некоторых ледяных спутниках газовых планет Юпитера (Ганимед, Каллисто, Европа) и Сатурна (Энцелад) установились условия, при которых вода в жидком состоянии может встречаться под ледниковым щитом. Благодаря содержанию соли точка замерзания воды там снижается. В конце концов, вероятно, где-нибудь существуют иные формы жизни, не нуждающиеся в жидкой воде, — правда, астрономам все же разумно начинать поиск, используя определенные критерии.
В дополнение к правильному расстоянию до звезды важно, чтобы звезда также была достаточно старой, — тогда жизнь успеет зародиться и развиться. Астрофизики знают, что некоторые звезды дорастают до возраста нескольких сотен тысяч или миллионов лет, а затем эффектно взрываются. Для человека этот возраст звучит впечатляюще, но если взглянуть на шкалу времени, показывающую, как развивалась жизнь на Земле, то там счет идет на миллиарды лет. Первые цианобактерии произвели кислород в процессе фотосинтеза 3 млрд лет назад.
Возраст, до которого доживет звезда, определяет ее масса. Чем тяжелее звезда, тем короче ее век. Звучит немного абсурдно, ведь у большой и тяжелой звезды гораздо больше топлива, необходимого для ядерного синтеза. Это верно, но в тяжелых звездах все реакции проходят намного быстрее. Центр звезды с большой массой испытывает невероятные нагрузки. Под такой огромной тяжестью он разогревается до высоких температур — значительно более высоких, чем у звезд с меньшей массой. Благодаря этому там возможен синтез более тяжелых химических элементов. Но эти реакции протекают быстрее, чем синтез водорода. «Двигатель» звезды, таким образом, работает куда эффективнее и быстрее. Но у этого есть последствия: тяжелая звезда распоряжается своими ресурсами гораздо более расточительно, а значит, и погибает раньше. Поэтому звезды с большой массой встречаются реже, это видно даже на примере Млечного Пути. Значительно чаще встречаются такие звезды, как наше Солнце. Их называют желтыми карликами — да, звучит слегка пренебрежительно. Желтый — потому что максимальное излучение Солнца находится в диапазоне желтого цвета, что, в свою очередь, связано со средней температурой его поверхности: около 5500 °C; и карлик — потому что оно относительно маленькое. Звезды-гиганты в Млечном Пути превышают массу Солнца в 100–150 раз (например, звезда Эта Киля). На ранних этапах развития Вселенной самые первые звезды были во много раз больше и тяжелее.
Более трех
