16.2. Жизнь на экзопланетах
Одной из важнейших и интереснейших задач современной астрофизики является обнаружение жизни в других планетных системах. Сложность решения этой задачи связана в первую очередь с тем, что мы крайне ограничены в средствах наблюдений, а о полетах к другим звездам можем лишь мечтать.
Вторая сложность состоит в том, что нам известен лишь один пример биосферы – земной. Соответственно, мы (очень приблизительно) представляем себе условия зарождения и развития жизни, химические процессы и их продукты только для условий земной биосферы. Это позволяет примерно сформулировать ожидаемые астрономические макропараметры экзопланет или их спутников, где потенциально возможно существование такой жизни. Для других типов биосфер мы не можем сформулировать четкие критерии для ведения сколько-нибудь результативных поисков с помощью дистанционных (телескопических) наблюдений.
Единственные известные нам формы жизни – земные.
Наконец, следует отметить, что даже в земном случае мы недостаточно точно представляем себе критически важные условия для зарождения жизни и последующей эволюции. Наших знаний не хватает для детального моделирования климатических систем, тем более на больших отрезках времени. Все это усложняет постановку астрономической задачи по поиску обитаемых (или хотя бы потенциально обитаемых) экзопланет или их спутников.
На появление и развитие жизни может влиять множество различных факторов, совместный учет которых представляет собой очень сложную задачу. Отбрасывая неизвестные науке экзотические формы жизни, можно прийти к выводу, что ключевым фактором является наличие жидкой воды. По всей видимости, для появления и существования простейших форм жизни можно сформулировать более мягкие условия (например, подповерхностное существование воды, как на Европе или Энцеладе). Но поскольку для дистанционного поиска жизни будет применяться в первую очередь спектральный анализ атмосфер, то следует говорить о возможности существования жидкой воды (и жизни) на поверхности тела (в дальнейшем мы будем рассматривать в основном этот вариант).
Для существования воды на поверхности необходима железно-каменная планета типа Земли. Это задает достаточно узкий диапазон масс: от 0,1 массы Земли (массы наиболее крупных планетезималей) до 10 земных масс. Более тяжелые планеты будут успевать аккрецировать из протопланетного диска достаточно толстые атмосферы, в этих случаях парниковый эффект чаще всего будет приводить к испарению воды с поверхности.
На появление и развитие жизни влияет множество факторов, всю совокупность которых мы пока не можем учесть.