Областей, благоприятных для появления и развития жизни, в нашей галактике может быть намного больше, чем считалось до сих пор.

Принято считать, что жизнь – в том виде, в котором мы ее представляем – возможна лишь на планетах с достаточными количествами жидкой воды. Очевидно, что такое возможно лишь при условии, что температура поверхности планеты лежит в определенных узких пределах, что, в свою очередь, требует от планеты иметь максимально близкую к окружности траекторию, пролегающую на определенном расстоянии от ее материнской звезды.

Эта область известна под названием «зоны обитаемости», и особое внимание астрономов по понятным причинам привлекают планеты, расположенные именно здесь. Поиск таких планет сегодня поставлен практически на поток благодаря работе космического телескопа Kepler, о котором вы можете прочесть в заметке «Ловец жизни».

Параллельно этому развивается и гипотеза, согласно которой определенные регионы галактики более благоприятны для появления и развития жизни близ расположенных здесь звезд, нежели другие. Полагается, что такая область представляет собой огромный «бублик» с центром в центре галактики, тор диаметром около 30 световых лет. Жизни придется гораздо труднее, если она начнет развиваться в регионах, чересчур близких к активному центру галактики, или слишком далеких от него.

Однако недавно группа гавайских астрономов представила собственную карту этой обитаемой зоны галактики, в которой форма и размеры ее подвергаются существенному пересмотру. Размеры ее увеличиваются, а форма оказывается намного сложнее простого «бублика». В основу обновленной карты ученые положили самые свежие данные о наличии планет у далеких звезд – в частности, сделанное не так давно наблюдение о том, что планеты чаще появляются у звезд с высокой металличностью, т.е. сравнительно большим содержанием элементов тяжелее водорода и гелия.

Стоит сказать, что первые звезды в молодой Вселенной состояли из водорода и гелия полностью, а прочие элементы синтезировались как раз в их недрах, откуда после гибели звезды и разносились по космосу, впоследствии входя в состав звезд следующих поколений. Именно молодые звезды чаще имеют близ себя планеты, в том числе и расположенные в обитаемой зоне. А такие молодые звезды с достаточно высокой металличностью чаще будут появляться в тех регионах галактики, где было больше взрывов древних сверхновых. Регионы такие начинаются довольно близко к центру галактики, на расстоянии около 9 световых лет от него.

К сожалению, отсюда вырастает другая проблема. Слишком частые и близкие взрывы сверхновых несут смертельную опасность для потенциально существующей здесь жизни: поток излучения и частиц легко сведет на нет все благоприятные условия на планете. Так что и слишком большая плотность сверхновых нам не подходит. Вопрос, соответственно, состоит в том, чтобы найти регионы галактики, где два процесса – скорость формирования планет и частота взрывов сверхновых – балансируют в определенных пределах в течение определенного времени, достаточного для появления и развития сложной жизни.

Авторы исследования при этом считают, что ближе к центру галактики число потенциально обитаемых планет растет так сильно, что даже если на большей части из них все шансы для жизни уничтожаются то и дело гремящими сверхновыми, оставшегося количества вполне достаточно.

Их расчеты показывают, что во внутренних регионах галактики около 2,7% всех звезд могут иметь близ себя подходящие планеты. При движении к краю галактики эта цифра падает, составляя около 0,25% для внешних ее регионов. Такие результаты заметно отличаются от расчетов в рамках «модели тора», причем в благоприятную для жизни сторону: в общей сложности, около 1,2% всех звезд галактики должны иметь «жизнеспособные» планеты.

Впрочем, модель, предложенная гавайскими астрономами, имеет и обратную сторону. Она предсказывает, что около 75% этих потенциально обитаемых планет будут захвачены приливными силами звезды – а в итоге, будут обращены к звезде всегда одной и той же стороной. Напомним, что не так давно была обнаружена как раз такая планета – мы писали о ней в заметке «Есть ли жизнь на Gliese 581d?« Она находится в обитаемой зоне своей звезды, но обращена к ней одной стороной, тогда как вторая остается в вечной тени.

В этом случае одно полушарие оказывается сильно раскалено, тогда как второе становится зоной адских холодов. Возможно ли развитие жизни в таком мире – большой вопрос.

По публикации Physics ArXiv Blog