В 2024 году среди астробиологов, физиков и представителей смежных научных областей был проведен опрос о возможности наличия жизни во Вселенной за пределами орбиты Земли. Участие в опросе приняло более 1000 самых серьезных ученых, в том числе 521 астробиолог и 534 специалиста других направлений, в первую очередь физики и биологи. Итоги опроса впечатляют:
- 86,6% опрошенных с опорой на свои знания утверждают, что простые формы жизни точно существуют в космическом пространстве;
- 67,4% полагают, что есть и сложные, многоклеточные организмы;
- 58,2% считают, что эти организмы эволюционировали в разумную жизнь.
«ПОИСК» попробовал разобраться, на чем основана такая уверенность ученых в том, что космос все-таки живой.
Между жизнью и разумом
При обсуждении выбранной темы важно сразу определиться с тем, что же мы ищем, и четко различить поиски жизни и разума. Жизнь можно искать многими способами, разум – одним-двумя, в первую очередь сканированием радиоэфира в сантиметровом диапазоне. Его ведут с начала 1960-х годов, в первую очередь на волне длиной 21 см. Именно на ней излучает нейтральный водород – простейшее вещество во Вселенной, и предположительно эту волну изберут внеземные цивилизации для передачи сообщений. Впрочем, на сегодняшний день диапазон изучаемого эфира значительно расширился. Периодически появляются сообщения о нахождении упорядоченных радиосигналов, но пока ни разу эти сигналы не повторялись сколько-нибудь долгое время.
Летом 2015 года российско-израильский бизнесмен Юрий Мильнер и легенда изучения космоса Стивен Хокинг создали проект Breakthrough Listen, направленный на поиски сигналов внеземных цивилизаций. Программа включает обзор 1 миллиона ближайших к Земле звезд. Приборы сканируют центр нашей галактики и всю галактическую плоскость. За пределами Млечного Пути идет прослушка сообщений от 100 ближайших галактик. Помимо радиоволн, ищут также оптические лазерные передачи. Организаторы утверждают, что могут обнаружить 100-ваттный лазер на расстоянии 40 триллионов километров (4 световых года). Проект рассчитан на период до 2026 года. Но на момент написания этой статьи сведений о каких-то принципиально новых находках нет.
Заметим, что кроме относительно традиционных способов поиска разума во Вселенной есть и совсем уж фантастические предложения, например, поиск так называемых сфер Дайсона. Сфера Дайсона – теоретически возможное решение энергетической проблемы для сверхразвитой цивилизации. Это сфера орбитального радиуса вокруг материнской звезды, позволяющая улавливать и использовать все ее излучение. Идея предложена американским физиком Фрименом Дайсоном, который заимствовал ее из романа Олафа Стэплдона «Создатель звезд». К сожалению, для выполнения столь масштабной задачи человечеству необходимы еще минимум десятки тысяч лет развития (если, конечно, в физике не случится какой-то революции, позволяющей преодолеть базовые ограничения, в первую очередь скорости света).
Кирпичики жизни
Разум – дело заведомо редкое, даже на Земле не сразу разыщешь. Но просто жизнь – совсем другая история, ее поиск существенно проще и перспективнее.
Во-первых, на сегодняшний день мы более-менее понимаем, как устроена жизнь на Земле на химическом уровне. То есть мы знаем, из каких элементов она состоит, как строится, имеем некоторые предположения о том, как она возникала. Конечно, пока никто не смог воспроизвести этот процесс – показать, как образуется первоначальная РНК и идет ее дальнейшее развитие. На эту тему в науке еще продолжается большая дискуссия, но какие-то кирпичики будущей теории мы видим. И эти же кирпичики пытаемся увидеть в космосе, в межзвездном пространстве – по спектру.
Все молекулы имеют свои колебательные, вращательные спектры. Самое интересное излучение – микроволновое, с длиной волны 1 мм-1 м. До недавнего времени его сложно было воспринимать на Земле: это считалось невозможным из-за затухания волн в водяном паре земной атмосферы. Сейчас на планете уже есть высокогорные обсерватории, которые воспринимают этот диапазон. Например, обсерватория Альма, которая находится в Чили на высоте 5000 метров. Там 66 крупных антенн-«тарелок», объединенных в единый астрономический радиоинтерферометр. В числе прочего он сканирует субмиллиметровую и миллиметровую области спектра, где больше всего шансов найти молекулы, связанные с органической жизнью.
Самую простую органику в космосе ученые видят. По доказательствам находок глицина есть разные мнения, но более простые спирты, радикалы, гидроксильные радикалы – это все доказано. Следующий этап – попытаться увидеть все это уже конкретно на планетах.
Загадка метеоритов
Конечно, проще всего искать в нашей Солнечной системе. Однако пока эти поиски видимых результатов не дали. И на вопрос, есть ли жизнь на Марсе, ответ, скорее всего, так и останется отрицательным. Так что, вероятно, первым живым существом на Марсе станет человек в скафандре.
Еще одна область поисков – метеориты. Там органика попадается относительно часто и, возможно, это не просто органика. Так, например, на упавшем еще в 1864 году во Франции метеорите Оргей недавно обнаружены окаменелые микроорганизмы. И не только на нем: аналогичные находки есть на метеоритах Мурчисон (1969 г.), Агуас Заркас (2019 г.). Исследовавшие эти объекты ученые, среди которых есть и сотрудники Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ в Дубне, полагают, что микроорганизмы образовались там до падения – то есть прилетели из космоса.
Можно было бы предположить, что исследуемые осколки имеют изначально земное происхождение (например, были выбиты в космос крупным метеоритом), но химический состав изучаемых фрагментов не похож на земные или лунные породы. При этом количество микроорганизмов существенное: 1500–2000 «бактерий» и «водорослей» (пока осторожно берем эти термины в кавычки) на 1 куб. мм вещества.
«Стрекоза» для Титана
Если говорить о более крупных объектах, то особый поисковый интерес у ученых вызывает Титан – спутник Сатурна. Это десятый по размерам объект Солнечной системы (5,15 тыс. км в диаметре, для сравнения: Земля – 12,7 тыс.): больше Меркурия и немногим меньше Марса. Да, он расположен вне так называемой «зоны обитаемости», но там есть много углеводородов – этан, метан, при этом атмосферное давление не такое высокое, как на Венере. Многие ученые полагают, что условия для начала химической эволюции на Титане присутствуют. В 2010 году ученые из НАСА на основании данных зонда «Кассини» заявили о возможности существования там простейших форм жизни – они интерпретировали необычное поведение водорода как результат «дыхания» неких биологических организмов, использующих для обмена веществ метан и водород.
Сейчас NASA готовит «вертикальную миссию» – посадку космического аппарата Dragonfly на поверхность Титана. Если все пойдет по плану, корабль с вертолетом «Стрекоза» на борту покинет Землю в 2028 году, а «прититанится» вертолет в 2036-м, и от этого проекта мы ждем много полезной информации.
Другая Европа
Возможно, еще больше перспектив найти признаки жизни у проектов по изучению Европы – спутника Юпитера диаметром 3,1 тыс. км. Мнение о том, что под толстой корой льда там есть самая обычная жидкая вода, H₂O – может быть, солоноватая, но есть, – сегодня разделяет большинство ученых. Европа вообще больше похожа на планеты земной группы, чем на соседние спутники газовых гигантов. И вероятность найти там микроорганизмы, подобные микробам в гидротермальных источниках земного океана (прим. ред.: вертикальные струи горячей воды под давлением в сотни атмосфер, известные также как «черные курильщики»), оценивается как относительно высокая. Другой вопрос, что добраться до «европейской» воды через километры льда крайне сложно, поэтому изучение этого спутника – дело в лучшем случае второй половины XXI века.
Скорпион на Венере
До первых подлетов к Венере предполагалось, что именно эта планета – самая перспективная в плане поисков жизни: размером почти с Землю, поближе к Солнцу, соотносимая длина года (243 суток). Однако выяснилось, что в реальности там крайне жесткие условия. Атмосфера практически целиком состоит из углекислого газа, в котором к тому же плавают облака серной кислоты. Около поверхности планеты из-за чудовищного давления (почти в 100 раз больше земного) углекислота становится сверхкритической жидкостью. Организмов, способных хотя бы теоретически выжить в таких условиях – крайне мало, это ряд так называемых бактерий-экстремофилов, которые на Земле обитают в глубоководных впадинах или в тех же «черных курильщиках».
Сверхкритическая жидкость – своеобразный гибрид жидкого и газообразного состояний, высокотемпературное вещество под очень сильным давлением с характерной для жидкости плотностью, но низкой вязкостью и отсутствием поверхностного натяжения.
Но поиски жизни на Венере продолжаются – только не на поверхности, а в верхних слоях атмосферы. В 2020 году ученый мир всколыхнула новость об обнаружении спектральной линии газа фосфина, которая теоретически может быть маркером микробной жизни. Также – еще дальше от поверхности планеты – был обнаружен глицин.
Все это очень интересно, но шаг от органических молекул к самовоспроизводящейся жизни очень велик и, возможно, в подавляющем большинстве случаев не будет совершен никогда.
Есть, впрочем, и другая точка зрения. Советские аппараты достигали поверхности Венеры и успевали передавать оттуда изображения, пока безжалостное давление не завершало свою разрушительную работу. Особенно интересны кадры «Венеры 9» и «Венеры 13», где советский астрофизик Леонид Ксанфомалити, доктор физико-математически наук, к примеру, видел… животных: «Анализ поведения обнаруженных на панорамах Венеры объектов позволяет предположить, что, по меньшей мере, какая-то их часть имеет признаки живых существ... В первый час работы спускаемого аппарата никакие странные объекты, кроме «черного лоскута», не наблюдались, а «скорпион» появился только спустя полтора часа после посадки аппарата. Сильный удар при посадке вызвал разрушение грунта и выброс его в сторону бокового движения аппарата, аппарат около получаса производил сильный шум. «Обитатели» планеты, если они там были, покинули опасный район. Но со стороны выброса грунта они уйти не успели и были им засыпаны. То обстоятельство, что «скорпион» около полутора часов выбирался из-под сантиметрового завала, говорит о его невысоких физических возможностях»...
Большинство ученых относятся к такой интерпретации снимков крайне скептически. Но вдруг?..
Изучение экзопланет
Популяризатор науки, химик, лауреат премий «За верность науке» и «За верность слову и Отечеству» Алексей Паевский полагает, что самое перспективное сейчас – попытаться найти признаки жизни на экзопланетах, небесных телах, вращающихся вокруг других звезд. Их начали массово открывать с конца 1990-х годов, и на момент написания статьи известно 7420 экзопланет в 5090 планетных системах. Понятно, что бо́льшая часть из них транзитные, то есть их обнаружили, когда они проходили перед диском звезды. Но если мы видим планету таким образом, то, скорее всего, она – «горячий Юпитер», то есть гигант, находящийся слишком близко к звезде, с внутренней стороны от обитаемой зоны.
Но и число планет, открытых в обитаемой зоне (то есть на таком расстоянии от звезды, где, по земным представлениям, наиболее комфортные условия для жизни), постоянно растет: их уже несколько десятков. А когда в ближайшие годы в Чили и на Гавайях войдут в строй три телескопа следующего поколения, число открытий будет расти гораздо быстрее: сейчас самый большой диаметр зеркала у телескопа порядка 11 метров, а строятся 30-метровые.
Первый зеркальный телескоп (рефлектор) был построен еще Исааком Ньютоном в 1668 году. Зеркало собирает и фокусирует свет от наблюдаемых объектов. Чем больше диаметр, тем более тусклые объекты можно увидеть.
Алексей Паевский настроен оптимистично: «Лет пять лет назад я заключил пари на ящик вина, что к 2035 году мы найдем признаки жизни на экзопланетах. У нас появятся инструменты, которые позволят в массовом порядке снимать спектр их атмосфер и отчетливо понимать, где там возможна жизнь».
На Земле жизни нет?
А теперь самое интересное. Еще в 2006 году европейский аппарат Venus Express вышел на орбиту Венеры, развернул приборы к Земле, проанализировал спектр атмосферы… и никаких признаков жизни не увидел. Так что в космическом смысле жизнь на Земле открыли с Земли, а именно с чилийского комплекса VLT (Very Large Telescope). Исследователи изучали отраженный от нашей планеты пепельный свет Луны и достоверно обнаружили в нем высокие концентрации молекулярного кислорода, озона и воды, а также следы молекул хлорофилла, однозначно указывающего на наличие жизни.
Пепельный свет Луны (Earthshine, закат Земли) – слабое свечение земного спутника при отсутствии прямого солнечного света. «Пепельные» участки подсвечены светом Земли, в свою очередь освещенной Солнцем. Астрономы для исследований могут подбирать периоды, когда пепельный свет идет от океанской или сухопутной поверхностей Земли.
Параллельно всему этому идут астрохимические исследования, в том числе продолжаются попытки смоделировать происхождение молекул вообще и маркеров жизни в частности, понять условия их возникновения, что тоже поможет в поиске. Версия о том, что жизнь была занесена на Землю из космоса, тоже имеет право на существование, но порождает другой вопрос: откуда она взялась там?
На сегодняшний день человек крайне мало знает о собственном происхождении из начального вещества. Лишь пять лет назад стало известно, какие молекулы вообще были первыми во Вселенной. Это не водород, как логично было бы предположить, а его связь с гелием, ионы гидрида гелия HeH+, из которых и строились звезды. Уже потом появился молекулярный водород и начали образовываться более тяжелые элементы. Но где там место первому «строительному комплекту» органики, а затем и первой РНК – пока неизвестно.
Ведут ли поиск внеземной жизни российские ученые?
Россия может гордиться линейкой космических телескопов «Спектр». Первый из них уже отработал свое – «Радиоастрон» на аппарате «Спектр-Р», где «Р» означает «радиодиапазон». Это был уникальный инструмент с самым высоким угловым разрешением в истории астрономии, такого еще никто не делал.
Вторая часть линейки – «Спектр-РГ», «рентген-гамма». Прямо сейчас этот аппарат делает полный рентгеновский обзор неба с рекордной чувствительностью.
На очереди – «Спектр УФ» («ультрафиолет») и «Спектр-М» (миллиметровый диапазон). Также активно развивается астрохимия, у нас одни из лучших лабораторий в мире. И нет никаких сомнений, что работа российской группы спутников в сочетании с трудами «наземных» ученых поможет внести ясность в главный, быть может, вопрос Земли: одиноки ли мы во Вселенной?
Михаил Мельников
Изображение на обложке: Freepik
