Солнечная система имеет четыре скалистые планеты земной группы, но кого этим можно удивить? TRAPPIST-1, расположенная на расстоянии 40 световых лет от Земли, имеет семь таких планет, и, по крайней мере, три из них могут оказаться пригодными для жизни. Вполне понятно, почему открытие этих планет оказалось на первых страницах в разделах новостей на прошлой неделе.
Что нам известно об открытой системе
Но может ли в этой системе существовать жизнь? Если и так, то она, скорее всего, будет сильно отличаться от той, к которой мы привыкли на Земле, если, конечно, сможет пережить интенсивные всплески радиации, излучаемые звездой. До сих пор нам очень мало известно об этой системе. Ученые могут назвать только тип звезды (ультрахолодный красный карлик), ее массу, радиус и орбиты большинства планет. Хотя и этого достаточно, чтобы сделать некоторые предположения.
Необычные пейзажи
Если хотя бы на одной планете существует жизнь, вид с ее поверхности будет действительно впечатляющим. На каждой планете над той же точкой будет появляться звезда, имеющая оранжево-розовый цвет. Но поскольку планеты вращаются очень близко друг к другу, их также будет видно, причем так хорошо, как, к примеру, нам видно Луну.
С нашей планеты невооруженным глазом мы можем видеть кратеры, горы и многие другие объекты на поверхности Луны, но приходится отправлять космические корабли в многолетние миссии, чтобы взглянуть на другие миры в пределах Солнечной системы. Если на одной из планет TRAPPIST-1 все же существует не просто внеземная жизнь, а развитая цивилизация, то она вполне способна изучать другие миры, находясь на своей планете. К тому же обитаемой может оказаться не одна, а две или даже все три планеты.
Три планеты в системе – TRAPPIST-1E, F и G – могут иметь необходимые условия для существования воды в жидком виде. Они расположены в обитаемой зоне звезды, где температура подходит для существования жидкой воды, и, таким образом, на них может развиваться жизнь.
Тайны атмосферы
Одной из основных загадок этих планет на данный момент является та, какой тип атмосферы способен защищать их от ультрафиолетового воздействия звезды. TRAPPIST-1 является в 200 раз тусклее и в 10 раз меньше, чем наше Солнце, но она относится к тому типу звезд, которые высвобождают мощные вспышки энергии. Планеты расположены чрезвычайно близко к звезде, каждая на расстоянии нескольких дней, поэтому они подвержены воздействию этих всплесков энергии.
Ультрафиолетовое излучение
"Основным препятствием для жизни в этой системе по сравнению с условиями на Земле является УФ-излучение, - говорит Джек О'Мэлли-Джеймс из Института Карла Сагана в Корнельском университете в Нью-Йорке. - Оно становится потенциально ограничивающим фактором для того, чтобы жизнь могла существовать на поверхности планеты".
О'Мэлли-Джеймс, в соавторстве с Лизой Калтниджер, директором Института Карла Сагана, недавно написал статью на эту тему, которая была опубликована в Monthly Notices Королевского астрономического общества. Они изучили ультрафиолетовые потоки каждой планеты, чтобы определить пределы обитаемости в зависимости от их атмосфер. Чем тоньше атмосфера, тем более разрушительным является УФ-излучение для ее поверхности, и тем меньше шансов на существование жизни. Достаточным для поддержания жизни может быть такой же озоновый слой, который имеет наша Земля.
Биологическая флуоресценция
В предыдущей статье ученые рассмотрели то, что биологическая флуоресценция также может быть индикатором жизни на планетах. К примеру, если бы вы смотрели на Землю издалека, то могли бы заметить много зеленого света, отраженного от растительности. То же самое может сработать и для чужих миров, если они имеют собственную растительность.
Если поверхность планеты подвергается сильному ультрафиолетовому излучению, возможно, на ней развилась биофлуоресцентная жизнь. Если это так, ее можно будет увидеть с помощью телескопа, потому что когда уникальная вспышка обрушится на планету, ее свет будет в видимом цвете, чего раньше не было... Мы сможем увидеть ее зеленой или красной, к примеру.
Телескопы для изучения планет
Хотя, чтобы увидеть нечто подобное, нам понадобится действительно мощный телескоп. В этом контексте предстоящий запуск космического телескопа Джеймса Вебба (JWST) в октябре 2018 года станет важным событием, так как его можно будет использовать для изучения атмосферы планеты в инфракрасном спектре. Однако он не сможет увидеть видимый свет. Это значит, что нам, возможно, придется ждать, пока не начнет свою работу космический телескоп E-ELT, принадлежащий Европейскому космическому агентству, который будет запущен в 2024 году.
Растения
Тип света, который попадает на эти планеты, является причиной того, что их окружающая среда будет сильно отличаться от нашего мира. Поскольку звезда излучает, в основном, инфракрасный свет, он несет меньше энергии, чем видимый. Это значит, что если на одной из планет существуют растения, они должны быть темно-зелеными, чтобы поглощать как можно больше света, в отличие от яркой зелени, которая есть у нас.
Если мы однажды приземлимся на одной из планет, не следует ожидать увидеть оазис или зеленые растения. Скорее всего, растения на планете используют весь свет и не отражают его. Таким образом, растительность, если она существует, будет очень темной, поглощая любой свет, который она получает.
Фотосинтез
О'Мэлли-Джеймс добавляет, что, если фотосинтез происходит в любом из этих миров, он, вероятно, имеет гораздо более медленные темпы, чем на Земле. Скорее всего, для фотосинтеза растения используют в основном волны красного цвета, а также различные химические реакции. Мы не можем наблюдать этого на Земле, потому что жизнь здесь приспособлена использовать один и тот же вид светового диапазона.
Одним важным исключением являются глубоководные жерла на Земле, где микробы адаптировались к инфракрасному свету от тепла вентиляционных отверстий для проведения реакций в стиле фотосинтеза. Таким образом, мы знаем, что в теоретически жизнь в таких условиях вполне способна существовать.
Мы также знаем, что жизнь может существовать в суровых условиях радиации. Эксперименты на Международной космической станции (МКС) показали, что тихоходки могут выжить в безвоздушном пространстве. То же самое может быть верно для жизни в системе TRAPPIST-1.
Жизнь может появиться везде. Вопрос в том, как именно она будет развиваться в непривычных для нас условиях.
Современные наблюдения
Так что же дальше? Телескоп НАСА «Кеплер» в настоящее время ведет наблюдения за TRAPPIST-1, которые будут продолжаться до 4 марта (данные обнародуют через два дня). Ученые пытаются уточнить орбиты и размеры планет, и возможно, даже сделать новые открытия.
Многие большие телескопы, включая Hubble и почти определенно JWST, будут также проводить наблюдения за этой увлекательной системой. Лучшие открытия, конечно, еще впереди.
