Жизнепригодность планеты

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
При ведении дискуссии о потенциальной обитаемости той или иной планеты, всегда речь идет об экстраполяции информации о земных условиях и условиях, существующих в Солнечной системе.

Жизнепригодность планеты — способность планеты или её спутника быть потенциально пригодной для возникновения и поддержания землеподобной жизни. Поскольку существование живых организмов на других планетах, кроме Земли, не доказано, любую планету нельзя уверенно признать пригодной, речь идёт об экстраполяции информации о физико-химических условиях на Земле, а также в Солнечной системе. Эти характеристики (тип звезды, расстояние между Землёй и Солнцем, масса и орбита Земли) способствуют развитию не только одноклеточных организмов, способных существовать в широком диапазоне температур, но и многоклеточных организмов. Исследования в этой области, как теоретические, так и экспериментальные, являются предметом относительно молодой научной дисциплины астробиологии, входящей в состав планетологииa.

Абсолютно необходимым условием существования живых организмов является источник энергии, но потенциальная пригодность планет для развития жизни зависит и от сочетания геофизических, геохимических и астрофизических факторов. В программе развития астробиологии НАСА критерии пригодности планет для развития жизни определены как: «Большие участки жидкой водной среды; условия, способствующие синтезу сложных органических веществ; а также наличие источника энергии для поддержания метаболизма»[1].

При определении потенциальной жизнепригодности планеты, исследования сосредоточены на основном составе, характеристиках орбиты, атмосферы и возможных химических реакциях. Важнейшими звёздными характеристиками являются: масса и светимость, стабильность и высокая металличность. Скалистые землеподобные планеты и луны, потенциально имеющие жизнь, основанную на углероде, являются важнейшим направлением исследований астробиологии, хотя другие теории порой рассматривают альтернативную биохимию и другие типы космических тел.

Идея, что за пределами Земли может существовать жизнь, является одной из древнейших, но исторически она была сформирована философией и естественными науками.

В конце XX века произошло два прорыва в этой области. Наблюдение и изучение автоматическими межпланетными станциями других планет и лун солнечной системы, предоставило критически важную информацию для определения критериев жизнепригодности и позволяет провести важные геофизические сравнения между Землёй и другими объектами. Количество внесолнечных планет, впервые обнаруженных в 1991 году[2][3], постоянно растёт, что позволяет получить дополнительную информацию по изучению возможности внеземной жизни. Самое главное, это подтвердило, что Солнце не уникально среди звёзд по наличию планетной системы и расширило горизонт поисков за пределы солнечной системы.

Пригодные звёздные системы[править | править исходный текст]

Спектральный класс[править | править исходный текст]

Авторское представление об экзопланете, обращающейся вокруг красного карлика GJ 1214

Спектральный класс звезды указывает на температуру фотосферы, которая коррелирует с абсолютной массой (см. главная последовательность и диаграмма Герцшпрунга — Рассела). В настоящее время считаются подходящими для зарождения жизни следующие спектральные классы: начальный F или G и средний K. Это соответствует промежутку температур от чуть более 7000 K до чуть более 4000 K, солнце — звезда класса G2 V с температурой поверхности 6000 K идеально входит в эти границы. Звёзды также должны обладать рядом важных характеристик для жизнепригодности планет:

  • Они живут (не сходят с главной последовательности) по крайней мере несколько миллиардов лет, что даёт жизни шанс на появление и развитие. Более яркие звёзды классов O, B, и A обычно живут менее миллиарда лет, в исключительных случаях менее 10 миллионов лет[4]b.
  • Они испускают достаточное количество высокочастного ультрафиолетового излучения, чтобы вызвать важные атмосферные изменения, такие как: синтез органических соединений в ранней атмосфере и образование озонового слоя в более поздней. Но не так много, чтобы ионизация уничтожила зарождающуюся жизнь[5].
  • Расстояние от планеты до звезды должно быть достаточным, чтобы приливные силы не воздействовали на вращение вокруг оси, создавая спин-орбитальный резонанс (англ. tidal lock) и при этом вода могла оставаться жидкой (см. ниже стабильная обитаемая зона, системы красных карликов). Звёзды класса K могут длительное время поддерживать условия существования жизни, значительно превосходя солнце, но при этом орбиты планет должны находиться ближе к звезде, чем Земля, поэтому они будут испытывать большее влияние приливных сил[6].

Этот спектральный диапазон возможно подходит для 5-10 % всех звёзд в ближайшем окружении нашей галактики. Менее яркие звёзды классов K и M — красные карлики составляют подавляющие большинство звёзд во Вселенной, поэтому нерешенный вопрос о их жизнепригодности является одним из самых главных в данной области. Примечательно, что первая звезда, у которой обнаружили экзопланету Глизе 581 c, находящуюся в обитаемой зоне, была красный карлик. Эта планета, так называемая суперземля, потенциально может иметь жидкую воду. Возможный парниковый эффект может сделать её слишком горячей для существования жизни, однако благодаря ему следующая в системе планета Глизе 581 d может быть более вероятным кандидатом на наличие благоприятных условий для существования жизни, если конечно, тоже не выпадет из этого списка по причине приливного действия звезды, могущего заставить и её вращаться синхронно по орбите, поворачиваясь к звезде лишь одной стороной[7].

Стабильная обитаемая зона[править | править исходный текст]

Обитаемая зона — участок пространства около теоретически рассматриваемой ближайшей звезды, внутри которого может существовать жидкая вода. После источников энергии жидкая вода является наиболее важным ингредиентом для существования жизни, учитывая то, как неотъемлемо связана с водой жизнь на Земле. Это может оказывать влияние на водо-зависимые виды и если будет открыта жизнь, не требующая воды (например, на основе раствора жидкого аммиака), то это изменит представления об обитаемой зоне и существенно расширит её возможные размеры или понятие обитаемой зоны может быть вообще отброшено, как ограниченноеc. Или будет введено понятие зоны обитаемости для каждого типа жизни, аналогично тому как в настоящее время применяется понятие зоны обитаемости для водно-углеродной жизни (например такой как на Земле).

Отмечается два фактора стабильности обитаемой зоны. Первый — это отсутствие больших изменений в течение времени. Конечно, светимость всех звезд с течением времени возрастает и Обитаемая зона с течением времени отодвигается дальше от звезды, но если это происходит слишком быстро, как в случае, например, со сверхмассивными звездами, то шанс, что на планетах внутри ОЗ, при её постоянном и быстром движении, возникнет жизнь, очень мал. Подсчет протяженности линии обитаемой зоны никогда не бывает простым, учитывается такая негативная обратная связь, как геохимический цикл углерода, могущий компенсировать повышение светимости. Предположения, сделанные относительно атмосферных условий и геологии позволяют сделать вывод о столь же большом влиянии, оказываемом на развитие ОЗ, что и эволюция Солнца. Предположительно, солнечная ОЗ могла значительно меняться[8].

Второй фактор — отсутствие сверхмассивных тел, как планеты-гиганты, чье гравитационное воздействие могло бы оказывать разрушительное воздействие на окружающие тела и препятствовать образованию землеподобных планет. Масса пояса астероидов за орбитой Марса, к примеру, показывает, что отдельные тела из-за резонансного действия Юпитера не могут объединившись, образовать планету и появись такая планета на участке между Венерой и Марсом и Земля почти наверняка не смогла бы приобрести свой нынешний вид. Это дает основание предположить, что газовый гигант в обитаемой зоне при благоприятных условиях мог бы иметь обитаемые спутники[9].

Солнечная система является моделью, при которой внутренними являются планеты земной группы, а внешними — газовые гиганты, но открытия экзопланет показывают, что эта модель не является всеобщей для других звездных систем: многочисленные юпитероподобные планеты были найдены, в основном, на близких к звезде орбитах, разрушая потенциал обитаемых зон. Однако, возможно, наши нынешние данные об экзопланетах искажены с уклоном к этому типу (большие планеты на внутренних орбитах) потому что они намного легче обнаруживаются. Таким образом, неизвестно, какой тип является преобладающим, если он вообще тот, каким считается.

Как можно меньшая переменность[править | править исходный текст]

Со временем меняется светимость практически всех звезд, но у типичных переменных звезд светимость меняется с большой амплитудой за небольшой срок. Звезды в середине главной последовательности относительно стабильны, но большинство красных карликов, как показывает опыт наблюдений, внезапно и интенсивно вспыхивают и их светимость, а следовательно и радиоактивное облучение возможно существующих на их орбитах объектов, значительно возрастает. Это значительно уменьшает число кандидатов на роль обитаемых планет из-за непредсказуемости таких звезд и изменений количества испускаемого ими излучения, способного негативно влиять на живые организмы. Жизнь в высшей степени приспособлена к ограниченному диапазону температур и, вероятно, неспособна пережить их слишком сильные изменения. Также, увеличение светимости сопровождается увеличением потока рентгеновского и гамма-излучения, которое может быть смертельным для живых организмов. Атмосфера смягчает подобное действие (абсолютное увеличение на 100 % светимости Солнца не обязательно означает на 100 % увеличение температуры на Земле), но атмосферная защита может не сработать на планете, вращающейся вокруг такой переменной звезды, потому что постоянные удары потоков высоких энергий от таких звезд будет постоянно сбрасывать с их планет эту защиту и лишать их защитного покрова.

Для Солнца эта опасность незначительна: изменения от максимума до минимума составляет, приблизительно, 0,1 % в течение 11 лет солнечного цикла. Весьма (но это не бесспорно) наглядно, что даже небольшие колебания светимости Солнца могут оказывать значительное влияние на климат Земли, что хорошо видно при рассмотрении исторических эпох: Малый ледниковый период в середине II тысячелетия н. э., например, мог иметь причиной относительно длительное по времени понижение светимости Солнца[10]. Таким образом, звезда не должна быть настолько переменной, чтобы изменения её светимости могли оказывать воздействие на возможную жизнь. Известный «аналог Солнца» 18 Скорпиона, наиболее похожий на Солнце по своим характеристикам жёлтый карлик, имеет мало перспектив для существования жизни. В отличие от нашего Солнца, 18 Скорпиона имеет значительно большую амплитуду солнечного цикла, в чём и заключается различие между этими двумя звездами[11].

Высокая металличность[править | править исходный текст]

В то время как основными элементами любой звезды главной последовательности являются водород и гелий, в них также может быть различное количество других, более тяжёлых элементов, условно называемых металлами. То есть, «металлом» для простоты именуется любой элемент тяжелее гелия, включая, кроме элементов, признаваемые в химии металлами, также и неметаллические элементы, такие как углерод, азот, кислород, фосфор, сера и др. Высокая концентрация металлов внутри звезды находится в соотношении с количеством тяжёлых элементов, содержащихся в формирующемся протопланетном диске. Малая концентрация металлов значительно уменьшает шанс, что вокруг звезды внутри протопланетного диска будут формироваться планеты, согласно теории формирования планетных систем. Любые планеты, формируемые вокруг бедных металлами звёзд, будут сравнительно малы по своим массам и неблагоприятны для жизни.

Спектроскопические исследования систем, где были найдены экзопланеты, показали взаимосвязь между высокой концентрацией металлов в звёздах и образованием планет: «звёзды с планетами или небольшими планетоподобными объектами из известных сегодня явно более богаты металлами, чем звёзды не имеющие планет.»[12] Высокая металличность также устанавливает требования к возрасту звёзд: звёзды, сформированные в ранние периоды истории Вселенной, были бедны металлами и имели меньше шансов на формирование вокруг них планет.

Планетарные характеристики[править | править исходный текст]

Спутники некоторых газовых гигантов, возможно, могут быть обитаемы[13].

Основное допущение, которое делается относительно возможно обитаемых планет — это то, что это планеты земной группы. Такие планеты имеют примерно одну с Землей величину массы, первоначально сложены из силикатных горных пород и не накапливают газовой прослойки из водорода и гелия, каковая имеется на газовых гигантах. (Нельзя полностью исключить возможность развития жизни в верхних облачных слоях планет-гигантов d, хоть это маловероятно, ибо они не имеют твердой поверхности и их гравитация слишком велика.)[14].

Между тем, естественные спутники планет-гигантов совершенно обосновано могут рассматриваться в качестве кандидатов в места появления и существования жизни[13].

При анализе обстановки, способной благоприятствовать развитию жизни, обычно делаются различия между бактериями и археями и совокупностью животных и прочих более сложных организмов. Одноклеточные непременно более распространены во Вселенной, чем многоклеточные, ибо одноклеточные организмы способны жить там, где нет условий для существования более высокоорганизованных существe. Планетарные характеристики, приведенные ниже, играют ключевую роль для жизни вообще, но в каждом случае препятствия для возможного существования жизни следует более учитывать, говоря о многоклеточных организмах, будь то растения или животные, нежели об одноклеточных.

Масса[править | править исходный текст]

Марс с его тонкой атмосферой был бы холоднее, чем Земля, даже будь он на таком же расстоянии от Солнца

Планеты с малой массой являются плохими кандидатами на роль места развития жизни в силу двух причин. Первая — их сравнительно малая гравитация затрудняет длительное удержание достаточно плотной атмосферы. Вторая космическая скорость на таких планетах сравнительно мала и поэтому составляющие атмосферу такой планеты молекулы гораздо легче и чаще будет достигать второй космической скорости[15] и будут «сдуты» в космос солнечным ветром, будучи возбуждаемы его воздействием. Планеты без плотной атмосферы имеют недостаток исходного материала для первоначальной биохимии и имеют слабую изоляцию и плохую теплопередачу вдоль своей поверхности (например Марс, с его тонкой атмосферой, все равно будет холоднее чем Земля, даже будучи на одинаковом с Землей расстоянии от Солнца), и слабо защищает против ударов метеоритов и высокочастотного солнечного или космического излучения.

Причина вторая: меньшие планеты имеют меньший диаметр и таким образом, большее соотношение площади поверхности к массе, чем их более крупные собратья. Такие тела имеют тенденцию быстрее терять энергию недр, накопленную при их формировании, и это приводит к прекращению вулканической, сейсмической и тектонической активности, которая снабжает поверхность планеты поддерживающими жизнь материалами и выбрасывает в атмосферу играющий роль в регуляции температуры диоксид углерода. Тектоника плит играет важную роль, по крайней мере, на Земле: при этом не только производится переработка различных химических веществ и минералов, что способствует разнообразию жизни на Земле благодаря процессам формирования континентов и воздействию на климат, но и образуются участки конвекции, необходимые для образования Земного магнитного поля, играющего важнейшую роль в поддержании жизни на Земле[16].

«Маломассивная планета» — во многом понятие относительное. Земля обоснованно считается маломассивной, когда сравнивается с газовыми планетами-гигантами Солнечной системы, но является крупнейшей по диаметру, массе и плотности из всех землеподобных планет в Солнечной системеf. Она достаточно велика, чтобы удерживать своей гравитацией достаточно плотную атмосферу и достаточно большая, чтобы её недра длительное время оставались горячими и подвижными, приводя в движение геологические процессы на поверхности (один из компонентов, поддерживающих это тепло — распад радиоактивных элементов, входящих в состав ядра Земли). Марс же, напротив, является почти (или, возможно, полностью) геологически мертвым, ибо сходные с земными процессы в его недрах из-за их остывания давно затухли, и он потерял большую часть своей атмосферы[17].

Таким образом, можно заключить, что нижний предел массы возможно обитаемой планеты лежит где-то между Марсом и Землей или Венерой. 0,3 земной массы предлагается считать неким пределом-минимумом для обитаемой планеты[18]. Так или иначе, в 2008 г. учёные из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) предположили, что этот предел-минимум может быть больше. Земля, фактически, может являться объектом, находящимся в условиях этого нижнего предела для обитаемости, — будь она лишь немного меньше, тектоника плит была бы невозможна. Венера, которая имеет 85 % от Земной массы, практически не демонстрирует тектонической активности. Напротив, суперземли — землеподобные планеты с массами, большими чем у Земли, — могли бы иметь больший уровень тектоники плит и являться более приемлемым для жизни местом[19].

В конечном счете, большие планеты имеют большее железосодержащее ядро. Это позволяет существовать стабильному магнитному полю, защищающему поверхность планеты от солнечного ветра и космической радиации, которые иначе имеют тенденцию пронизывать и постепенно «сдувать» атмосферу планеты и бомбардировать её поверхность потоками высокоэнергичных заряженных частиц. Масса — не единственный фактор, важный для стабильного существования магнитного поля — в равной степени, планета должна вращаться достаточно быстро для поддержания динамо-эффекта в ядре[20] — это существенная составляющая процесса.

Исключительные обстоятельства действительно предлагают исключительные случаи и для планет с меньшей и значительно меньшей массами. В Солнечной системе некоторые спутники газовых гигантов Юпитера и Сатурна много меньше, чем любая из землеподобных планет, но потенциальны к наличию жизни не менее, чем Марс и значительно более, чем Венера. Если спутник Юпитера Ио вулканически активен из-за приливного воздействия на него Юпитера и имеет на поверхности враждебную для жизни агрессивную серную среду, то его соседка Европа, с одной стороны, имеет очень располагающий к возникновению жизни мощный, достаточно разогретый водный океан, расположенный под покрывающим спутник ледяным панцирем, но, с другой стороны, также подвергается неблагоприятному для жизни мощному радиационному воздействию Юпитера. В связи с этим, более ледяные, но менее страдающие от радиации другие галилеевы спутники Юпитера Каллисто и Ганимед, также предположительно имеющие подповерхностные океаны, могут оказаться не меньшими претендентами на наличие жизни. Очень далёкий от зоны обитаемости спутник Сатурна Титан, имеет шанс являться пристанищем жизни (если не водно-углеродной, то, возможно, «метановой»), так как имеет плотную атмосферу и биохимические процессы, происходящие в водоемах из жидкого метана, имеющегося на его поверхности. В то же время ввиду большого содержания льда, возможно, преобразующегося на время в воду в ходе тектонических и других процессов, значительно более малые спутники Сатурна Энцелад с чистейшим льдом и Рея со льдом и кислород-углекислотной атмосферой могут иметь водную жизнь. Все эти спутники являются исключениями, но они доказывают, что масса как параметр обитаемости — не всегда решающий фактор.

Орбита и вращение[править | править исходный текст]

Как и с другими параметрами, в данном случае, стабильность — решающее соображение в определении влияния орбитальных и вращательных характеристик на обитаемость той или иной планеты. Орбитальный эксцентриситет определяет разницу между перигелием и афелием планеты по отношению к среднему диаметру её орбиты. Больший эксцентриситет порождает большие колебания температуры на поверхности планеты. Даже имея возможность адаптироваться, живые организмы могут лишь останавливаться в своем развитии на формах, выдерживающих это, особенно если температурные колебания все время пересекают поочередно точку замерзания и точку кипения главного для данного мира биогенного растворителя (например, вода на Земле). Если бы например, земные океаны то и дело испытывали на себе поочередно температуры точки кипения и замерзания, то трудно себе представить развитие жизни на Земле, каким мы его привыкли представлять, тем более, что большая часть совокупности живых организмов на Земле очень чувствительна к высоким температурам[21]. На деле же земная орбита почти круговая, с эксцентриситетом менее чем 0,02. Другие планеты Солнечной системы (исключение составляет Меркурий) имеют эксцентриситет в таких же терпимых пределах.

Собранная информация об эксцентриситетах орбит экзопланет была сюрпризом для ученых: 90 % их имела эксцентриситет больший, чем известный в пределах нашей Солнечной системы, он составлял в среднем 0,25[22].

Движение планет вокруг своей оси также должно отвечать определенным требованиям, дабы жизнь могла развиваться. Первое допущение заключается в том, что на планете должно быть достаточно мягкое чередование сезонов и сезонных температур. Если наклон оси вращения планеты мал или отсутствует (или косо направлен) относительно обычной линии, перпендикулярной плоскости эклиптики, времен года не будет и главный стимул к развитию биосферы исчезнет. Планета также будет холоднее, чем она была бы при существенном наклоне оси: когда наибольшая интенсивность излучения бывает лишь у экватора и в низких широтах, и теплая погода не приходит в приполярные, тогда внетропическая зона и весь климат планеты находится во власти холодных полярных воздушных масс. Если планета сильно наклонена, смена сезонов будет экстремально резкой, — для биосферы такой планеты будет трудной задачей выдерживать такой климат и сохранять постоянство в своем развитии. Хотя в течение Четвертичного периода самый большой наклон земной оси совпадал с периодами наименьшего оледенения, наибольших температур и меньших сезонных колебаний, ученые до сих пор не знают, могла ли продолжиться эта тенденция с возрастанием наклона Земной оси (см. «Земля-снежок»). Точный эффект от этих изменений может показать только компьютерное моделирование, и исследования показывают, что даже экстремальные колебания в 85 градусов не совершенно уничтожают жизнь «при условии, если это не происходит на континентальной поверхности, где могут возникать довольно высокие температуры.»[23] Не только небольшой наклон оси, но и эти колебания с течением времени могут быть приняты во внимание. Наклон оси Земли варьировался между 21,5 и 24,5 градусов в течение 41 тыс. лет. Большие или более быстрые изменения способны оказать влияние на климат, сделав его более суровым, а колебания температур — более резкими.

Другие требования к характеру вращения планеты включают:

  • Планета вращается относительно быстро, так что смена дня и ночи происходит не очень долго. Если день занимает существенную часть года (или весь или даже несколько лет), изменения температур между днем и ночью могут быть весьма выраженными и резкими, и перед возможной жизнью возникает проблема, сходная с той, что уже рассматривалась на примере влияния орбитального эксцентриситета на климат.
  • прецессия оси вращения не должна быть выраженной. Сама по себе, прецессия оси вращения не влияет так на климат, как изменение наклона оси вращения. Однако, прецессия имеет тенденцию усиливать изменения, вызванные другими отклонениями в характере вращения планеты и орбитальными отклонениями. см. «Циклы Миланковича». Прецессия на Земле составляет цикл в 25 765 лет.

Луна играет ключевую роль в изменении климата Земли, выполняя функцию стабилизатора наклона оси вращения Земли. Это может навести на мысль, что хаотичные изменения наклона оси вращения планеты могут разрушительно влиять на развитие жизни — таким образом, спутники для потенциально жилой планеты не только полезны, но и необходимы, создавая нужную для развития жизни стабильность[24]. Впрочем, эта позиция спорнаg.

Геохимия[править | править исходный текст]

Обычно допускается, что любая внеземная жизнь, если она существует, может функционировать, основываясь на тех же элементах биохимии, что и жизнь на Земле, где 4 важнейших для жизни элемента — углерод, водород, кислород, и азот, к тому же являющиеся наиболее распространенными химическими элементами во Вселенной. В самом деле, такие биогенные структуры, как аминокислоты, возможно, имеются в наличии на метеорах и в межзвездной среде[25]. Эти 4 элемента вместе образуют 96 % всей биомассы Земли. Углерод не имеет себе равных в способности создавать связи и формировать таким образом большое количество самых разнообразных сложных структур, что делает его практически идеальным базовым биогенным элементом — основой для формирования живых клеток. Водород и кислород образуют воду — растворитель, в котором и происходят биологические процессы и первые реакции в котором и положили начало жизни. Энергия освобождалась в процессе формирования прочных ковалентных связей между углеродом и кислородом у доступных для окисления органических соединений, являющихся топливом для всех форм жизни. Эти четыре элемента вместе составляют аминокислоты, которые преобразуются в строительные элементы белков, основы живой материи. К тому же сера, необходимая для строительства белков, и фосфор, необходимый для формирования ДНК и РНК, и аденозинофосфаты, необходимые для обмена веществ, также нередки. Относительное содержание элементов в космосе не всегда соответствует их содержанию внутри планет. Из четырёх уже упомянутых элементов, важных для жизни, для примера, связанный кислород в настоящее время в изобилии встречается в земной коре[26].

Может быть частично раскрыто фактом, что многие из этих элементов, таких, как водород и азот, параллельно с их простыми и широко распространенными соединениями, такими как диоксид углерода, монооксид углерода (угарный газ), метан, аммиак и вода, встречаются при высоких температурах в газообразном состоянии. В горячей области близко к Солнцу эти летучие соединения не играют значительной роли в формировании планетарной геологии. Взамен, они улавливались, как газы, входя в состав заново формирующейся коры, которая состояла в значительной мере из скалистых пород, нелетучих соединений — таких, как кварц (компоненты — кремний и кислород, что отражает относительную распространенность кислорода). Выделение летучих элементов через вулканическую деятельность может способствовать формированию атмосферы планеты. Эксперимент Миллера — Юри показал, что при наличии любого вида энергии аминокислоты могли образовываться из возникших на первоначальной Земле легких соединений[27].

Даже в этом случае газовыделение вулканами, возможно, не является объяснением количества воды в земных океанах[28]. Большая часть воды — и, вероятно, углерода — необходимых для жизни, могли прийти из внешних областей Солнечной системы, удаленных от солнечного тепла, где она может длительное время оставаться в твердом состоянии. Столкновения комет с Землей в ранние годы существования солнечной системы могли принести большую часть воды, параллельно с другими летучими соединениями, необходимыми для жизни (включая аминокислоты) на ранней Земле, при условии толчка к развитию жизни. В этом причина сомнений, что четыре «элемента жизни» обязательно должны быть в наличии где-то в другом месте звездной системы и, возможно, также требуется и доставка долговременно вращающихся на своих орбитах тел для «засева» нужными элементами внутренних планет. Предполагается, что без комет жизнь, какой мы её знаем, не возникла бы на Земле.

Микросреда и экстремофилы[править | править исходный текст]

Пустыня Атакама может быть принята как пример условий, аналогичных (во всяком случае, приближенным, насколько это возможно) марсианским и идеальная среда для исследования возможной границы между полной безжизненностью и обитаемостью.

Одна из важнейших оговорок к описанию признаков обитаемости что лишь небольшая часть планет имеет требуемые для поддержания жизни условия. Астробиологии часто затрагивают тему «микросреды», замечая, что «мы нуждаемся в фундаментальном понимании как силы эволюции, такие, как мутации, селекция, и дрейф генов, работают в микроорганизмах действуя и реагируя на изменения микросреды.»[29] Экстремофилы — совокупное название для живых существ (в том числе бактерий и микроорганизмов), способных жить и размножаться в экстремальных условиях окружающей среды (экстремально высокие/низкие температуры, чрезмерное давление и т. п.), таких как: термофилы, ацидофилы, ксерофилы.

Открытие жизни в экстремальных условиях усложнило определение обитаемости, но также вызвало большое волнение в среде ученых, вызванное значительным расширением известной зоны, в условиях которой жизнь может сохраняться. Для примера, планеты, которые в иных условиях неспособны поддерживать атмосферу при условии близости Солнца, могли бы иметь условия для существования таких организмов в глубоких затененных трещинах и вулканических кратерах[30]. Таким же образом район кратеров может стать убежищем для жизни. Кратер Лоун-Хилл (англ.) (Австралия) был рассмотрен, как астробиологический аналог учеными, предложившими мысль, что быстрое отложение осадков создает защищенную микросреду, благоприятную для микроорганизмов; подобное могло случаться и в геологической истории Марса[31].

Среды на Земле не могущие поддерживать жизнь, поучительны для астробиологов желающих определить границы, в пределах которых может поддерживаться жизнь. Жара пустыни Атакама, в целом, одного из наиболее засушливых мест на Земле, показывает неспособность поддерживать жизнь, но она является темой исследований NASA по такому поводу: она является своеобразным аналогом Марса и перепад влажности на её границе, все эти условия являются идеальными для исследования возможных границ между непригодностью для жизни и возможной пригодностью[32]. Атакама была объектом исследований в 2003 году, что частично повторило эксперименты американского аппарата «Викинг» высадившегося на Марс в 1970 годах; исследования взятых проб грунта на предмет наличия ДНК и другой органики также показали отрицательный результат[33].

Альтернативные звёздные системы[править | править исходный текст]

Определяя степень пригодности для существования возможной внеземной жизни, астрономы долго сосредотачивали своё внимание на звёздах, напоминающих наше собственное Солнце. Однако они начали исследовать возможность, что жизнь может появиться в системах, очень не похожих на известные нам.

Двойные звёздные системы[править | править исходный текст]

Обычные подсчёты часто наводят на мысль, что 50 % звёздных систем или более являются двойными системами. Это может быть образцом некоего уклона, ибо массивные и яркие звёзды имеют тенденцию создавать пары, что может быть легко наблюдаемо, подтверждено по каталогам и задокументировано; более точный анализ показал, что более распространённые, тусклые звёзды обычно одиночны и до 2/3 всех звёздных систем по этой причине являются одиночными[34].

Разделение между двумя звёздами в одних парах в такой системе может составлять менее чем одну астрономическую единицу (а. е., расстояние от Земли до Солнца), а в некоторых — сотни. В последнем случае гравитационное воздействие на вращение планет другой соответствующей звезды будет незначительным и потенциальная обитаемость не будет уничтожаться за счёт высокой эксцентричности орбиты (см. Немезида). Однако там, где это разделение значительно меньше, стабильность орбит может быть недостижима. Если расстояние планеты до главного светила, вокруг которого она обращается, превышает 1/5 расстояние до другой звезды, когда она находится в максимальной близости, стабильность орбиты планеты не гарантирована[35]. Один достойный изучения объект — Альфа Центавра, ближайшая звёздная система к Солнцу, подсказал, что двойные системы нельзя игнорировать при поиске обитаемых планет. Центавра A и B при максимальном сближении находятся на расстоянии 11 а. е. (23 а. е. в среднем, что примерно соответствует расстоянию от Солнца до планеты Уран), и могут иметь стабильную обитаемую зону. Изучение в течение длительного периода на предмет стабильности возможно существующих планет внутри моделируемой системы показало, что планеты в пределах приблизительно 3 а. е. от любой из двух звёзд могут оставаться стабильными в своём движении по орбитам (Большая полуось отклоняется менее чем на 5 %). Обитаемая зона внутри Альфа Центавра A предполагается на уровне 1.2 или 1.3 а. е., а Альфа Центавра B от 0.73 до 0.74 — в обоих случаях они находятся внутри этой вполне стабильной зоны[36].

Системы звёзд — красных карликов[править | править исходный текст]

Соотношение звездной величины и температуры фотосферы Любая планета, обращающаяся вокруг красного карлика, такого, как один из показанных здесь для достижения температур, подобных земным, должны собираться вблизи звезды, вероятно, испытывая действия приливных сил, синхронизирующих их движение.

Определение обитаемости звёзд — красных карликов — могло помочь выяснить, насколько может быть распространена жизнь во Вселенной ведь красные карлики составляют от 70 до 90 % от всех звёзд в Галактике. Коричневые карлики, вероятно, ещё более многочисленны, чем красные карлики. Однако, их обычно не классифицируют как звезды, и не признают за ними возможность поддерживать жизнь, как мы понимаем её, так как излучая мало тепла, они быстро исчезают. Астрономы много лет исключали красные карлики из списка кандидатов на роль звёзд, в системе которых может возникнуть жизнь. Они имеют малую величину (от 0,1 до 0,6 солнечных масс), термоядерная реакция проходит в них исключительно медленно, и они излучают очень мало света (от 3 % от производимого нашим Солнцем и до 0,01 %).

Любая планета, обращающаяся вокруг красного карлика, для достижения на своей поверхности температур, подобных земным, должна находиться очень близко к своей звезде; от 0,3 а. е. (в нашей системе она была бы внутри орбиты Меркурия) как звезда, подобная звезде Лакайль 8760, до столь малого, как 0,032 а. е. для звезды, такой как Проксима Центавра[37] (год в таком мире будет длиться около 6,3 дня). На таком расстоянии притяжение звезды может оказывать приливное действие, синхронизируя вращение планеты, одна сторона планеты может быть всегда повёрнута к звезде, в то время, как другая, напротив, повернута от неё (или медленно поворачиваться вокруг своей оси — на один оборот вокруг звезды, два поворота, как на Меркурии). Это единственный путь возможной жизни — она должна избегать обоих условий, как сильной жары, так и сильных морозов, однако, если планета имеет плотную атмосферу, достаточную для распределения тепла с дневной стороны на ночную, то такого перепада может и не быть. Это долго давало предположения, что такая атмосфера будет препятствовать проникновению света звезды к поверхности планеты, не давая возможности для фотосинтеза.

Этот пессимизм был умерен при дальнейшем исследовании. Исследования, проведённые Робертом Хэберлом и Маноджем Джоши из исследовательского центра НАСА в Эймсе в Калифорнии показали, что атмосфера планет (при условии наличия парниковых газов, таких, как CO2 и H2O — водяного пара, тоже обладающего парниковым эффектом) требуется лишь 100 мбар, или 10 % земной атмосферы, чтобы тепло, получаемое от звезды эффективно переносилось на ночную сторону[38]. Это действительно в пределах уровня, необходимого для фотосинтеза, хоть, по некоторым моделям, вода на тёмной стороне всё ещё оставалась бы замороженной. Мартин Хифс из Гринвичского Общественного колледжа, показал, что морская вода также, могла бы эффективно циркулировать без замерзания, если океанские бассейны достаточно глубоки, чтобы позволять воде спокойно течь под верхним, замёрзшим слоем. Дальнейшее исследование — включая обсуждение вопроса о количестве света, необходимого для фотосинтеза — показали, что планеты, находящиеся под действием приливных сил звезды в системе Красных карликов в наименьшей степени могут быть пригодны для жизни высших растений и вообще, организмов[39].

Величина — не единственный фактор, делающий красные карлики потенциально неподходящими для жизни звёздами, как бы то ни было. На планетах, вращающихся вокруг красных карликов, фотосинтез на ночной стороне может быть невозможен, так как упомянутые стороны никогда (или длительное время) не обращаются к своей звезде. На дневной стороне, так как солнце здесь никогда не восходит и не садится, тени гор всегда остаются в одном и том же положении, постоянно покрывая одни те же зоны (если же смена все же происходит, то светило двигалось бы по небу планеты крайне медленно). Фотосинтез, как мы его понимаем, может быть осложнён тем фактом, что красные карлики производят много излучения в инфракрасном спектре, тогда как на Земле этот процесс зависит от лучей в видимом спектре. Существует и потенциально позитивный сценарий. Многочисленные земные экосистемы, основанные на хемосинтезе предпочтительнее, чем основанные на фотосинтезе, к примеру, поскольку именно они вероятнее всего, могут существовать на планетах, вращающихся вокруг красных карликов. Устойчивое же положение звезды на небе планеты снимает необходимость местных растений поворачивать листья вслед за движением светила по небу, менять режим жизнедеятельности в зависимости от изменений в освещенности, или переходя от фотосинтеза к использованию накопленной в течение дня энергии. Ввиду отсутствия смены дня и ночи, включая слабый свет утром и вечером, значительно больше энергии от усвоенного излучения звезды может быть доступно.

Красные карлики могут быть более изменчивыми и бурными, чем их более стабильные, большие сёстры. Часто они покрываются пятнами, подобными тем, что возникают на солнце яркость их свечения может ослабляться до 40 % в течение многих месяцев, пока в какой-то момент не возникнет гигантская вспышка, во время которой яркость звезды может удвоиться в течение считанных минут[40]. Такие изменения могут быть очень вредны для жизни, так как они не только могут разрушать органические соединения, основу живых организмов, но также «сдувать» значительный объём атмосферы планет. Для потенциально обитаемой планеты, вращающейся вокруг красного карлика, чтобы быть местом возникновения жизни, это может потребовать мощного вращающегося магнитного поля, способного защищать планету от вспышек. Однако планета, подвергаясь воздействию приливных сил, вращается, только очень медленно, и в её ядре не может возникнуть эффект геодинамо. Однако, период бурных вспышек красных карликов в течение их жизненного цикла, длится приблизительно первые 1—2 миллиарда лет в течение её существования. Если планета сформировалась далеко от звезды, вне действия приливных сил, и затем переместилась в обитаемую зону, уже после окончания этого периода бурных вспышек, то возможно, что жизнь имеет шанс на развитие[41].

Тем не менее, красные карлики, как возможное прибежище жизни, имеют одно преимущество: они живут долгое время. Жизнь охватила 4,5 миллиарда лет перед появлением человечества на земле, и жизнь, как мы знаем, будет существовать в стабильных условиях ещё более миллиарда лет[42]. Красные карлики, в противоположность Солнцу, могут существовать до триллиона лет, потому что их термоядерная реакция протекает медленней, чем в больших звёздах (также в больших звёздах выгорает водород, находящийся у ядра, после чего в реакцию вступает гелий, водород же у поверхности не вступает в реакцию, в красных же карликах в реакции участвует весь водород, имеющийся в составе звезды), что имеет значение, ведь жизнь имеет больше времени для возникновения, поддержания и развития. Более того, хотя вероятность обнаружения планет в обитаемой зоне вокруг отдельных красных карликов мала, общая величина обитаемых зон вокруг всех объединённых красных карликов признается равной общей величине обитаемых зон вокруг солнцеподобных звезд при условии их повсеместности[43].

Галактическое окружение[править | править исходный текст]

Наряду с характеристиками планет и звездных систем, галактическое окружение также может влиять на обитаемость. Научно обоснованы выводы, что одни зоны галактик (галактические обитаемые зоны) лучше подходят для жизни, чем другие. Солнечная система, в которой мы живем, находится в Рукаве Ориона Млечного пути, на краю галактики, и это признается наиболее предпочтительным для развития жизни местом[44]:

  • Она находится не в шаровом скоплении, где чрезмерная плотность звезд очень неблагоприятна для жизни, порождая большую интенсивность излучения и гравитационные возмущения. Шаровые скопления также состоят из очень старых, бедных металлом звезд.
  • Она не находится вблизи от активных источников гамма-излучения.
  • Она не находится вблизи центра галактики, где высока плотность звезд и возможно ионизирующее излучение (например, из магнитаров или сверхновых). Также и сверхмассивная чёрная дыра, предположительно находящаяся в центре галактики, может представлять опасность для окружающих объектов.
  • Круглая орбита Солнца вокруг центра галактики удерживает его от выхода из спирального рукава галактики во внешнее пространство, где более интенсивное космическое излучение может действовать разрушительно[45].

Таким образом, относительное одиночество системы, где развивается жизнь — это насущная необходимость. Если светило будет стеснено множеством других систем, шанс на его существование неотвратимо исчезнет ввиду многократно возросшего уровня опасных излучений. Далее, ближние соседи могут нарушать стабильность, изменяя орбиты таких тел, как объекты облака Оорта и пояса Койпера, которые могут проникать внутрь звездной системы и столкнуться с обитаемой планетой.

В то время как звездные скопления демонстрируют свою невыгодность с точки зрения возможной обитаемости, точно так же неудобна и чрезмерная изоляция. Звезда, богатая металлами, очевидно, не могла бы сформироваться в отдаленных частях Млечного пути, учитывая пониженное содержание металлов и общую стесненность звездных формаций. Таким образом, «провинциальное» расположение, какое имеет наша Солнечная система, является предпочтительней, чем центр галактики или самые дальние её окраины[46].

Другие соображения[править | править исходный текст]

Альтернативная биохимия[править | править исходный текст]

В то время как изыскания на предмет возможности внеземной жизни основывались на предположении, что развитые формы жизни требуют для своего существования условий, аналогичных земным, гипотезы альтернативной биохимии обосновывали возможность возникновения форм жизни на основе отличного от земного цикла обмена веществ. В «Эволюции инопланетянина» (Evolving the Alien) биолог Джек Коэн (Jack Cohen) и математик Иэн Стюарт (Ian Stewart) утверждали, что астробиология, основанная на Гипотезе Уникальной Земли, «ограничена и уныла». Они предположили, что даже если землеподобные планеты редки, сложные формы жизни, не основанной на углероде, вполне могли сформироваться и в других условиях. В качестве альтернативы углероду наиболее часто упоминается кремний, а аммиак предлагается как растворитель, альтернативный воде.

Большее число умозрительных идей сосредоточились на рассмотрении тел совсем иных, нежели землеподобные планеты. Астроном Фрэнк Дрейк (Frank Drake), общеизвестный инициатор поиска внеземной жизни, воображаемой жизни на нейтронных звездах: субмикроскопических «ядерных молекулах» объединяющихся в виде существ с жизненным циклом в миллионы раз быстрее, чем у существ на Земле[47]. Названная «воображаемой и лукавой», эта идея получила широкое распространение в научной фантастике[48]. Карл Саган, другой оптимист и сторонник идеи внеземной жизни, обосновал возможность существования тонких организмов, обитающих в верхних слоях атмосферы Юпитера в 1976 в одной из газет[49][50]. Коэн и Стюарт также предположили возможность жизни в условиях систем с двойными звездами и в атмосфере газовых гигантов.

«Хорошие юпитеры»[править | править исходный текст]

«Хорошие юпитеры» — это газовые гиганты, подобные Юпитеру в нашей солнечной системе, чей путь по орбитам вокруг их звезд пролегает достаточно далеко от обитаемой зоны, чтобы не создавать там гравитационных возмущений, но достаточно близко, чтобы защищать землеподобные планеты двумя важными способами. Во-первых, они помогают стабилизировать орбиту, а значит, и климат на внутренних планетах. Во-вторых, они поддерживают внутреннюю часть солнечной системы относительно свободной от комет и астероидов, могущих стать причиной столкновений с обитаемыми планетами, приводящим к катастрофическим последствиям[51]. Орбита Юпитера вокруг Солнца имеет приблизительно в пять раз больший радиус, нежели радиус орбиты Земли или расстояние от Земли до Солнца. Приблизительно на таком расстоянии мы ожидаем увидеть «хороший Юпитер» где-то в другом месте. «Ответственная роль» Юпитера была наглядно продемонстрирована в 1994, когда комета «Шумейкер — Лейви — 9» (Shoemaker-Levy 9) столкнулась с гигантом; если бы гравитация Юпитера не захватила комету, она могла проникнуть в область планет земной группы. В ранней истории Солнечной системы Юпитер играл несколько другую роль: он повышал эксцентриситет орбит многих объектов в поясе астероидов и направлял их на пересечение земной орбиты и таким образом способствовал «доставке» на планеты многих важных легких элементов. В начале Земля имела половину от нынешней массы, однако она набирала массу, в немалой степени, за счет столкновения с разными космическими объектами, так ледяные тела из областей Юпитера — Сатурна и малые тела из первичного пояса астероидов доставляя воду к Земле, при обязательном действии гравитации Юпитера и в меньшей степени, из окрестностей Сатурна[52]. Таким образом, в то время как газовые гиганты ныне выступают, как своеобразные защитники, ранее они выступали, как поставщики важных для жизни материалов. Следовательно, юпитероподобные тела, чьи орбиты слишком близки к обитаемой зоне, но не в ней (как в 47 Большой Медведицы), или имеют сильно эллиптическую орбиту пересекающую обитаемую зону (подобные 16 Лебедя B) делают очень затруднительным возможное появление землеподобных планет в таких системах. Эта тема была освещена в статье «Стабильная обитаемая зона».

Влияние жизни на обитаемость[править | править исходный текст]

В дополнение к факторам, способствующим появлению жизни, существует мнение, что жизнь, сформировавшись, становится сама по себе важнейшим фактором обитаемости. Важнейшим примером этого в истории Земли может служить выработка кислорода древними цианобактериями, и со временем, также и фотосинтезирующими растениями, сыгравшими главную роль в изменении состава земной атмосферы. Этот кислород в будущем сыграет важнейшую роль в становлении сформировавшихся позже животных видов. Это взаимодействие между жизнью и явившейся вследствие этого обитаемостью была исследована разными путями. В том числе это привело к появлению довольно необычных гипотез, стоящих на позициях геотеизма. Гипотеза Геи, классическая научная модель геобиосферы была предложена сэром Джеймсом Лавлоком (Sir James Lovelock), утверждает, что жизнь в целом устанавливает и поддерживает стабильные условия для себя, помогая создавать пригодное планетарное окружение для собственного существования; одной из самых впечатляющих идей в гипотезе Геи является то, что планета ведет себя подобно живому организму. Наиболее успешно развивающиеся живые организмы меняют состав воздуха, воды и почвы в процессе своего существования, что делает их дальнейшее существование более безопасным — сомнительное усовершенствование общепринятых законов экологии. Точно также, Дэвид Гринспун (David Grinspoon) выдвинул «Гипотезу Живой Земли» в которой наше понимание того, что такое обитаемость не может рассматриваться отдельно от существующей на Земле жизни. Планеты, геологически и метеорологически живые, вероятнее всего, говорит теория, будут живыми и биологически и «планета и жизнь на ней будут развиваться совместно»[53]. В изданной в 2004 году книге «Привилегированная планета» (The Privileged Planet), астроном Гильермо Гонсалес (Guillermo Gonzalez) и философ Джей Ричардс (Jay Richards) исследовали возможность связи между обитаемостью планеты и её пригодностью для наблюдения за остальной частью Вселенной. Книга была раскритикована, как пример следования идее «Разумного замысла» и отсутствия научного замысла[54].

Индексы ESI и PHI[править | править исходный текст]

Для оценки пригодности планет для жизни и вероятности её существования была разработана научная система ранжирования, которая состоит из двух индексов: индекс подобия Земле (ESI) и индекс обитаемости планеты (PHI).

Первый показывает схожесть планеты с Землёй и основан на сравнении физических параметров планеты с аналогичными параметрами Земли. ESI учитывает размер, массу, плотность, расстояние от звезды и температуру на планете.

Второй является показателем вероятности существования жизни на планете и вычисляется с помощью дополнительных факторов: тип поверхности планеты (скалистая или ледяная), наличие атмосферы и магнитного поля, количество энергии доступной для потенциальных организмов (свет солнца или приливное трение, разогревающее недра), наличие органических соединений и какого-либо жидкого растворителя.

См. также[править | править исходный текст]

Заметки[править | править исходный текст]

  • Заметка a: Эта статья анализирует возможность обитаемости планет исходя из перспектив современной физики. Историческая точка зрения на обитаемость планет может быть основана на вере в существовании внеземной жизни и «космического многообразия». Обсуждение вопроса о возможности внеземной жизни показывают уравнение Дрейка (Drake Equation) и Парадокс Ферми (Fermi Paradox). Обитаемые планеты — излюбленная тема научной фантастики.
  • Заметка b: Жизнь появилась на Земле приблизительно через 500 млн лет после формирования планеты. Звезды «A» класса (которые светят между 600 млн и 1,2 миллиардов лет) и меньшие звезды «B» класса (которые светят 10+ млн. до 600 млн.) попадают в это окно. Как минимум, теоретически, жизнь могла появиться и в таких системах, но она почти наверняка не смогла бы достигнуть сложного уровня, ибо светимость звезды возрастает слишком быстро. Жизнь вокруг звезд «O» класса исключительно маловероятна, так как они светят менее чем 10 млн лет.
  • Заметка c: Что Европа и меньший по размерам Титан (соответственно, 3,5 и 8 а. е. вне обитаемой зоны нашего Солнца) рассматриваются, как одни из важных мест возможной жизни, подчеркивает проблематичность выработки четких характеристик, присущих обитаемой зоне. Во вторых и в третьих, выработанные признаки обитаемости, говорящие, что обитаемая планета должна быть внутри ОЗ — это ещё надо доказать.
  • Заметка d: В «Эволюции инопланетянина» (Evolving the Alien), Джек Коэн (Jack Cohen) и Йен Стюарт (Ian Stewart) оценивали возможность сценария, при котором жизнь могла бы появиться в облачных поясах Юпитера или на его спутниках. Подобно ему, Карл Саган предложил идею, что облака Юпитера могут быть обитаемы[50][51].
  • Заметка e: Существующее единодушное мнение, что одноклеточные микроорганизмы могут быть всеобщим явлением во Вселенной, в особенности, земные экстремофилы, процветающие в средах, заведомо враждебных для жизни и обычно признаваемых непригодными. Возможность существования сообществ многоклеточных организмов намного более спорная. В своей работе «Уникальная Земля: почему живые сообщества не распространены во Вселенной» (Rare Earth: Why Complex Life Is Uncommon in the Universe), Питер Ворд (Peter Ward) и Доналд Бронли (Donald Brownlee) доказывали, что микроскопические живые организмы, вероятно, широко распространены, в то время как сообщества многоклеточных организмов очень возможно даже являются эндемичными видами Земли. Имеющиеся знания в области земной истории частично подтверждают эту теорию: многоклеточные организмы, как полагали. появились во время Кембрийского взрыва около 600 млн лет назад, но спустя более чем 3 млрд лет после появления первых живых организмов. То, что земная жизнь оставалась одноклеточной так долго, подчёркивает, что решающий шаг к сложным живым организмам не обязательно должен происходить.
  • Заметка f: Разрыв в массах между Землей и двумя самыми маленькими газовыми гигантами, Ураном и Нептуном, составляет, 13 — 17 масс Земли. Это, вероятно, случайное стечение обстоятельств, так как нет никаких преград для формирования тел, переходных между двумя классами планет (для примера OGLE-2005-BLG-390Lb) и мы вполне можем ожидать нахождения планет с массами с 1 до 12 земных масс. Если звездная система во всем остальном благоприятна, то такие планеты вполне могут быть хорошими кандидатами на роль места размещения жизни так как они вполне могут быть достаточно большими для длительного сохранения динамических процессов в их недрах и плотной атмосферы в течение миллиардов лет, но не так велики, чтобы вокруг них начался процесс образования газовой оболочки сверх норм, пригодных для жизни, что могло бы ограничить её развитие.
  • Заметка g: Согласно господствующей теории, формирование Луны началось, когда объект, похожий на Марс, столкнулся с Землей по косой траектории, и вытолкнутый ударом материал слившись в единое целое, образовал на орбите новый объект («Теория гигантского столкновения»). В «Уникальной Земле» Ворд (Ward) и Броунли (Brownlee) акцентировали свое внимание на том, что такие удары должны быть редки, понижая возможность формирования других систем, подобных системе Земля — Луна и, следовательно, возможность существования других обитаемых планет. Возможны, однако же, и другие пути формирования спутника; кроме того, не было опровергнуто предположение, что жизнь может сформироваться вообще в отсутствие спутников.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Goal 1: Understand the nature and distribution of habitable environments in the Universe. Astrobiology: Roadmap. NASA. Проверено 11 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  2. Wolszczan, A. & Frail, D. A. (9 January 1992), "«A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257 + 12»", Nature Т. 355: 145–147, doi:10.1038/355145a0, <http://www.nature.com/nature/journal/v355/n6356/abs/355145a0.html> 
  3. Wolszczan, A (April 22 1994), "«Confirmation of Earth Mass Planets Orbiting the Millisecond Pulsar PSR:B1257+12»", Science Т. V.264, (NO.5158): 538, <http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1994Sci...264..538W> 
  4. Star tables. California State University, Los Angeles. Проверено 11 мая 2007.
  5. Kasting, James F.; Whittet, DC; Sheldon, WR (August 1997). «Ultraviolet radiation from F and K stars and implications for planetary habitability». Origins of Life and Evolution of Biospheres 27 (4): 413–420. DOI:10.1023/A:1006596806012. Проверено 2007-08-08.
  6. Guinan, Edward; Manfred Cuntz. The violent youth of solar proxies steer course of genesis of life. International Astronomical Union (August 10, 2009). Проверено 27 августа 2009. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  7. Astronomy & Astrophysics (December 13, 2007). Gliese 581: one planet might indeed be habitable. Пресс-релиз. Проверено 2008-04-07.
  8. Kasting, James F.; Whitmore, Daniel P.; Reynolds, Ray T. (1993). «Habitable Zones Around Main Sequence Stars» (PDF). Icarus 101 (101): 108–128. DOI:10.1006/icar.1993.1010. Проверено 2007-08-06.
  9. Williams, Darren M.; Kasting James F.; Wade, Richard A. (January 1997). «Habitable moons around extrasolar giant planets» (abstract). Nature 385 (385): 234–236. DOI:10.1038/385234a0. Проверено 2007-08-06.
  10. The Little Ice Age. Department of Atmospheric Science. University of Washington. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  11. 18 Scorpii. www.solstation.com. Sol Company. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  12. Santos, Nuno C.; Israelian, Garik; Mayor, Michael. Confirming the Metal-Rich Nature of Stars with Giant Planets (PDF). Proceedings of 12th Cambridge Workshop on Cool Stars, Stellar Systems, and The Sun. University of Colorado (2003). Проверено 11 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  13. 1 2 An interview with Dr. Darren Williams. Astrobiology: The Living Universe (2000). Проверено 5 августа 2007.
  14. Could there be life in the outer solar system?. Millennium Mathematics Project, Videoconferences for Schools. University of Cambridge (2002). Проверено 5 августа 2007. Архивировано из первоисточника 21 января 2012.
  15. Диссипация. Большая советская энциклопедия. Проверено 15 февраля 2011. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  16. Ward, Peter and Donald Brownlee. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe, pp. 191—220, Springer, 2000.
  17. The Heat History of the Earth. Geolab. James Madison University. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  18. Raymond, Sean N.; Quinn, Thomas; Lunine, Jonathan I. (January 2007). «High-resolution simulations of the final assembly of Earth-like planets 2: water delivery and planetary habitability». Astrobiology 7 (Preprint): 66. DOI:10.1089/ast.2006.06-0126. Проверено 2007-08-06.
  19. Earth: A Borderline Planet for Life?. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (2008). Проверено 4 июня 2008. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  20. Magnetic Field of the Earth. Georgia State University. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  21. Rare Earth, pp. 122—123.
  22. Bortman, Henry Elusive Earths. Astrobiology Magazine (June 22, 2005). Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  23. Planetary Tilt Not A Spoiler For Habitation. Penn State University (25 августа 2003). Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 20 августа 2013.
  24. Lasker, J.; Joutel, F.; Robutel, P. (July 1993). «Stabilization of the earth's obliquity by the moon». Nature 361 (6413): 615–617. DOI:10.1038/361615a0. Проверено 2007-08-11.
  25. Organic Molecule, Amino Acid-Like, Found In Constellation Sagittarius. ScienceDaily (2008). Проверено 20 декабря 2008. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  26. Darling, David Elements, biological abundance. The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  27. How did chemisty and oceans produce this?. The Electronic Universe Project. University of Oregon. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  28. How did the Earth Get to Look Like This?. The Electronic Universe Project. University of Oregon. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  29. Understand the evolutionary mechanisms and environmental limits of life. Astrobiology: Roadmap. NASA (September 2003). Проверено 6 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  30. Hart, Stephen Cave Dwellers: ET Might Lurk in Dark Places(недоступная ссылка — история). Space.com (June 17, 2003). Проверено 6 августа 2007. Архивировано из первоисточника 6 июля 2008.
  31. Lindsay J, Brasier M (2006). «Impact Craters as biospheric microenvironments, Lawn Hill Structure, Northern Australia». Astrobiology 6 (2): 348–363. DOI:10.1089/ast.2006.6.348.
  32. McKay, Christopher Too Dry for Life: The Atacama Desert and Mars (pdf). Ames Research Center. NASA (June 2002). Проверено 26 августа 2009. Архивировано из первоисточника 6 июня 2012.
  33. Navarro-González, Rafael; Christopher P. McKay (November 7, 2003). «Mars-Like Soils in the Atacama Desert, Chile, and the Dry Limit of Microbial Life». Science 302 (5647): 1018–1021. DOI:10.1126/science.1089143. Проверено 2009-08-27.
  34. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (January 30, 2006). Most Milky Way Stars Are Single. Пресс-релиз. Проверено 2007-06-05.
  35. Stars and Habitable Planets. www.solstation.com. Sol Company. Проверено 5 июня 2007. Архивировано из первоисточника 21 января 2012.
  36. Wiegert, Paul A.; Holman, Matt J. (April 1997). «The stability of planets in the Alpha Centauri system». The Astronomical Journal 113 (4): 1445–1450. DOI:10.1086/118360. Проверено 2007-08-11.
  37. Habitable zones of stars. NASA Specialized Center of Research and Training in Exobiology(недоступная ссылка — история). University of Southern California, San Diego. Проверено 11 мая 2007. Архивировано из первоисточника 1 сентября 2006.
  38. Joshi, M. M.; Haberle, R. M.; Reynolds, R. T. (October 1997). «Simulations of the Atmospheres of Synchronously Rotating Terrestrial Planets Orbiting M Dwarfs: Conditions for Atmospheric Collapse and the Implications for Habitability». Icarus 129 (2): 450–465. DOI:10.1006/icar.1997.5793. Проверено 2007-08-11.
  39. Heath, Martin J.; Doyle, Laurance R.; Joshi, Manoj M.; Haberle, Robert M. (1999). «Habitability of Planets Around Red Dwarf Stars» (PDF). Origins of Life and Evolution of the Biosphere 29 (4): 405–424. DOI:10.1023/A:1006596718708. Проверено 2007-08-11.
  40. Croswell, Ken Red, willing and able (Full reprint). New Scientist (27 January 2001). Проверено 5 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  41. Cain, Fraser; and Gay, Pamela. AstronomyCast episode 40: American Astronomical Society Meeting, May 2007. Universe Today (2007). Проверено 17 июня 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  42. University of Washington (January 13, 2003). 'The end of the world' has already begun, UW scientists say. Пресс-релиз. Проверено 2007-06-05.
  43. M Dwarfs: The Search for Life is On, Interview with Todd Henry. Astrobiology Magazine (August 29, 2005). Проверено 5 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012..
  44. Mullen, Leslie Galactic Habitable Zones. Astrobiology Magazine (May 18, 2001). Проверено 5 августа 2007. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
  45. Rare Earth, pp. 26-29.
  46. Dorminey, Bruce (July 2005). «Dark Threat». Astronomy: 40–45.
  47. Drake, Frank (1973). «Life on a Neutron Star» (en). Astrobiology 1 (5).
  48. Darling, David Neutron star, life on (англ.). The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Проверено 5 сентября 2009. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  49. Sagan, C.; Salpeter, E. E. (1976). «Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere». The Astrophysical Journal Supplement Series 32: 633—637. doi:10.1086/190414.
  50. 1 2 Darling, David Jupiter, life on. The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy, and Spaceflight. Проверено 6 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  51. 1 2 Bortman, Henry Coming Soon: "Good" Jupiters. Astrobiology Magazine (September 29, 2004). Проверено 5 августа 2007. Архивировано из первоисточника 15 февраля 2012.
  52. Lunine, Jonathan I. (January 30, 2001). «The occurrence of Jovian planets and the habitability of planetary systems» (abstract). Proceedings of the National Academy of Sciences 98 (3): 809–814. DOI:10.1073/pnas.98.3.809. PMID 11158551. Проверено 2007-08-11.
  53. The Living Worlds Hypothesis. Astrobiology Magazine (September 22, 2005). Проверено 6 августа 2007. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.
  54. Jefferys, William H. Review of The Privileged Planet. National Center for Science Education. Проверено 18 ноября 2009. Архивировано из первоисточника 11 марта 2012.