Все о космосе

Жизнь на Земле

Как возникла жизнь на Земле, как появились на ней разумные су­щества? Возможно, нам просто повезло. На Земле совпало несколько благоприят­ных для этих событий обстоятельств.

Далеко не всякая звезда окружена пла­нетами. Если бы туманность, из которой произошла звезда, вращалась чуть мед­леннее, планеты бы не возникли. Далеко не на всех планетах создаются условия, пригодные для жизни. Для зарождения и развития жизни нужны миллиарды лет. Все это время звезда должна излучать стабильно. Тогда условия на планете бу­дут постоянны, и жизнь сможет к ним приспособиться. Кроме того, орбита пла­неты должна быть круговой. При вытя­нутой эллиптической орбите на планете в перигелии испарялась бы вся вода, а в афелии — она превращалась бы в лед. Не­маловажную роль играют также размеры планеты. В нашей Галактике 200 милли­ардов звезд. И уж, наверное, в ней есть планеты, похожие на Землю.

Человечеству понадобилось более двух тысячелетий, чтобы доказать правоту древнегреческих "атомистов", высказав­ших идею о множественности миров.

В конце 1995 г. была обнаружена пер­вая экзопланета, а за прошедшие 20 лет их открыто уже более 120.

Орбиты большинства известных экзопланет представляют собой довольно силь­но вытянутые эллипсы. Так, например, эксцентриситеты орбит планет у звезд 16 Лебедя В, Глизе 3021 и HD 210277 состав­ляют 0,57, 0,51 и 0,45 соответственно. Для сравнения, в нашей системе наибольшие эксцентриси­теты у Меркурия и Плутона (около 0,2), а у всех ос­тальных планет ор­биты почти круго­вые с эксцентриси­тетом меньше 0,1.

Кроме того, большинство экзопланет располо­жено чересчур близко   от   своих

звезд. Например, планета около звезды 51 Пегаса имеет массу около половины Юпитера и находится в 8 раз ближе к своему светилу, чем Меркурий. Темпера­тура поверхности планеты составляет примерно 1000 С. Такой тип планет по­лучил название "горячие юпитеры".

Астрономы считают, что возможно даже исследовать атмосферу 10-20 % вновь открытых планет. Французские ученые, работающие с данными, полу­ченными при помощи космического телескопа им. Хаббла, нашли кисло­род и углерод в атмосфере планеты, находящейся от Земли на расстоянии 150 световых лет.

С открытием экзопланет у астрономов появилась возможность провести неко­торое сопоставление их характеристик с характеристиками планет Солнечной системы. Из этого сопоставления явству­ет, что, вполне возможно, наша планет­ная система не является "нормой". Ре­зультаты, конечно, слишком предвари­тельные, хотя бы потому, что современ­ные методы не обладают достаточной чувствительностью  для  обнаружения малых землеподобных планет. При этом речь идет только о ближайших к Солнцу звездах. Однако удивительно то, что су­ществуют такие, по нашим представле­ниям, экзоты, как планета 55 Cancri e, отнесенная к классу "горячая Свер­хземля", совершающая оборот вокруг своей звезды за 2,81 дня, по орбите с эксцентриситетом 0,174, при среднем расстоянии от своего солнцеподобного светила — 0,038 а.е. Невероятно! Кос­мос являет поистине удивительное мно­гообразие! Уже открытые планеты де­лят на классы: горячая Сверхземля, го­рячий Юпитер, голубой гигант, водя­ной гигант, близнец Юпитера, теплый Плутон и др. Очевидно, с запуском но­вых космических средств исследова­ния экзопланет, этот список значи­тельно расширится. Как все было прос­то, когда мы знали только одну планет­ную систему — нашу собственную и за­кон Тициуса-Боде, который все логичес­ки объяснял!

Покрытая кратерами поверхность Луны и других тел, большой наклон оси вращения Урана к плоскости его орбиты и другие "исключения из пра­вил" говорят о том, что в начальный пе­риод существования нашей системы происходило множество катаклизмов. Согласно оценкам ученых, в течение первых 100 млн. лет в небе над Землей появлялось по одной яркой комете еже­недельно (или по несколько?)!

Возможно, в течение первых 500 млн. лет в нашей системе было 10 или 11 крупных планет. Для формирования круговых планетных орбит, может быть, необходимы определенные на­чальные условия. Почти идеально круг­лая орбита Юпитера способствовала ста­билизации орбит внутренних планет. Это подтверждается математическим моделированием. Если бы у Юпитера ор­бита была эксцентрической, то Земля и Марс, вероятнее всего, уже давно были бы вышвырнуты за пределы Солнечной системы, или имели бы сильно вытяну­тые эллиптические орбиты. Открытие первых планет у других звезд, вместе с доказа­тельством мно­жественности планетных сис­тем, предложи­ло исследовате­лям ряд новых головоломок.

Какая доля звезд обладает собствен­ными планетами? Существуют ли пла­нетные системы, сходные с нашей? Обычно ли местонахождение неболь­ших, планет, подобных Земле, в зоне, где температуры позволяют жизни возник­нуть? Ответов на эти вопросы пока нет.

Однако есть факты, которые известны нам с достоверностью в 100%. Это, на­пример, факт существования высокораз­витой формы жизни на третьей планете в Солнечной системе. Нам также достовер­но известно, что для поддержания этой жизни необходим особый состав атмо­сферы, достаточная ее плотность, опре­деленная средняя температура у поверхности и наличие жидкой воды. Но явля­ются ли эти условия обязательными для возникновения и развития жизни? Для того чтобы ответить на этот и дру­гие вопросы необходимо как можно бо­лее тщательно изучить собственную — земную — жизнь.

До сих пор мы рассматривали возник­новение жизни непосредственно как за­кономерный этап развития планеты в це­лом. То есть, предполагали, что первона­чально жизнь зародилась на самой Зем­ле. Однако правомочна и другая гипоте­за — о привнесении зародышей жизни из космоса. Маловероятно, что жизнь могла эволюционировать в галактических мо­лекулярных облаках или ядрах комет. Однако недавние открытия сложных микроископаемых возрастом около 3,5 млрд. лет показали, что жизнь на Земле должна была появиться в то время, когда приток кометного и сходного метеорит­ного вещества был значительно выше его современного уровня. Таким образом, ко­меты могли сыграть определенную роль в формировании на Земле условий, пригодных для возникновения жизни.

Поиски следов жизни и разума не­когда велись и в пределах Солнечной системы — на Луне, Марсе и Венере. В числе "претендентов" есть и спутники планет-гигантов.

Планируемые миссии позволят под­твердить (или опровергнуть) наличие жизни на экзопланетах уже в ближай­шие десятилетия. А вот обнаружение разума во Вселенной, или его проявле­ний, — уже совсем другая задача.

История многолетних поисков вне­земных цивилизаций позволяет осто­рожно предположить, что разум — не столь уж частое явление во Вселенной.

Проблема внеземных цивилизаций не может рассматриваться в рамках ка­кой-либо одной науки, например, астро­номии. Она требует участия широкого круга научных представлений, в том числе философских. Тема внеземных цивилизаций — это "зеркало", в кото­ром человечество рассматривает самое себя, пытаясь определить свою "косми­ческую судьбу".

Жизнь во Вселенной могла зародиться, благодаря космическому смогу

Космический смог, возможно, спо­собствовал занесению зароды­шей жизни не только на нашу планету, но и на множество иных планетных сис­тем в нашей Галактике, полагают уче­ные из Стэнфордского университета.

Новое исследование метеоритного вещества позволило обнаружить слож­ные органические молекулы, возник­шие в период образования Солнечной системы, пережившие этот процесс и занесенные впоследствии на нашу пла­нету метеоритами. Следовательно, можно предположить, что, как наша, так и другие планетные системы еще на этапе возникновения обладали органи­ческими веществами, благодаря кото­рым жизнь могла зародиться повсюду.

Молекулы полициклических арома­тических гидрокарбонатов (ПАГ) весь­ма распространены в межзвездном пространстве. Многие ученые полага­ют, что именно они и явились тем сы­рьем, из которого впоследствии возник­ли живые организмы. Однако до сих пор никто не мог сказать с увереннос­тью, имеют ли молекулы ПАГ, обнару­женные в метеоритах, космическое про­исхождение либо образовались в них впоследствии.

Молекулы ПАГ состоят из двух (или большего числа) соединенных друг с другом бензоловых колец. Простейшее вещество такого типа, нафталин, ис­пользуется, как средство борьбы с молью. Другие, в большинстве своем яв­ляющиеся канцерогенами, присутству­ют в смоге и дыме, образующемся при сгорании органического топлива, либо в дыме сигарет.

При этом ПАГ чрезвычайно распрос­транены во Вселенной. Они составляют до половины органических веществ, присутствующих в углеродистых хондритах — наиболее распространенном ти­пе метеоритов, попадающих на Землю вместе с другими видами космической пыли, начиная с момента ее образования.

Метеориты этого типа представляют собой образцы вещества, из которого фор­мировалась Солнечная система 4,6 млрд. лет назад. Все же оставалось неясным, су­ществовали ли в метеоритах сложные ор­ганические вещества уже в ту эпоху, либо образовались впоследствии под действи­ем космического излучения, а также сол­нечной радиации.

Чтобы поставить в этом вопросе точ­ки над “и”, химик Ричард Зар из Стэн­фордского университета в Калифорнии взял с помощью лазера пробы вещества со свежих срезов двух различных мете­оритов — как в периферийных, так и в центральных их областях. При этом он проанализировал состав органических веществ, содержащихся в углеродных вкраплениях метеоритов. В первую очередь, его интересовало относитель­ное содержание нафталина по отноше­нию к другим, более тяжелым ПАГ.

Доля нафталина во всех образцах оказалась на удивление одинаковой. Это свидетельствует о том, что с момен­та формирования метеоритов их хими­ческий состав оставался неизменным — в противном случае относительное со­держание веществ на периферии метео­рита было бы иным, чем в его централь­ных областях.

Несмотря на то, что ПАГ в живых клетках не встречаются, эти органичес­кие вещества могут легко преобразовы­ваться в другие, без которых жизнь не­возможна.

Более десяти лет назад химик Эверетт Шок показал, что ПАГ могут всту­пать в химические реакции, образуя аминокислоты. А совсем недавно выяс­нилось, что под действием ультрафио­летового излучения они могут преобра­зовываться в спирты и хиноны.

В настоящее время ученые выясня­ют, имели ли первые живые организ­мы в своем составе ПАГ. Кроме того, выяснилось, что с помощью ПАГ при­митивные организмы могли бы преоб­разовывать солнечную энергию с по­мощью процесса, напоминающего фо­тосинтез.

Лариса Кудашкина