Страница: Рецептура жизни (1-я часть), Парадоксы молчаний (2-я часть);

Всюду жизнь?
     Долгое время существовала уверенность, что жизнь есть на всех планетах Солнечной системы, и даже на самом Солнце, но научные исследования принесли человечеству сплошные разочарования. Но даже несмотря на то что достоверных свидетельств наличия жизни где-либо еще, кроме Земли, как не было, так и нет, ученый мир неоднозначно относится к этому обстоятельству.
     Оптимисты считают, что цивилизации, далеко опередившие в техническом развитии земную, - это обычное явление во Вселенной. При этом полагаются они исключительно на веру в то, что среди огромного числа звезд нашей Галактики и еще большего количества звезд многих других галактик обязательно должны быть как звезды с планетными системами, так и планеты с развитыми цивилизациями.
     Пессимисты утверждают, что земляне, по всей видимости, представляют собой наиболее передовую технологию в Космосе. Их главный аргумент - отсутствие не только научных свидетельств существования развитых цивилизаций, но даже планет земного типа за пределами Солнечной системы, которые могли бы служить пристанищем для жизни.
     Все домыслы и гипотезы об иных формах жизни, так же как и о возможных посланцах других цивилизаций, наталкиваются на два ключевых вопроса. Первый из них - как зародилась жизнь? Второй - какова вероятность ее

Изображение поверхности предполагаемого спутника экстрасолнечной планеты, вращающейся около звезды HD 38629, подобной Солнцу. Звезда находится на расстоянии 140 световых лет от Земли в созвездии Ориона. В июле 2000 г на орбите в 19 млн. км от нее была обнаружена планета. На поверхности луны видны расселины, похожие на те, что наблюдались на Европе, спутнике Юпитера. Полученные данные также позволяют предположить наличие у этой звезды еще одной планеты.

возникновения при наличии соответствующих условий и 'исходных материалов'?
     Жизнь на 3емле - пока единственный известный нам пример жизни во Вселенной - 'сделана' по рецепту, включающему удивительно "малое" число компонентов. Из всех имеющихся в природе химических элементов особенном важны для ее существования только б, это - водород, углерод, азот, кислород, фосфор и сера. Из них состоит 98% материи всех живых организмов, и они являются наиболее распространенными во Вселенной, если не считать инертных газов. Этот факт указывает на родство живого вещества со звездами и дает надежду на его существование в просторах Вселенной.
     наиболее важным для жизни является углерод, легко взаимодействующий с другими элементами (водородом; азотом и кислородом), создавая тем самым широкий диапазон органических соединений - строительных блоков жизни на 3емле и, возможно, повсюду во Вселенной. Углерод - это своеобразный 'клей', скрепляющий большие и сложные молекулы жизни вместе. Разнообразные химические реакции, протекающие в живых организмах, требуют источника энергии, и эту энергию земной жизни дает Солнце. Жизнь также нуждается в жидкой среде, своеобразном растворителе, благодаря которому атомы и молекулы могут вступать в химические реакции. Одним из наиболее подходящих растворителей является вода. От простых органических молекул еще очень далеко до сложных, которые составляют основу того, что мы называем жизнью. Переход от неживых органических соединений к живым (способным к самовоспроизведению по генетическому коду) все еще остается темным местом в цепи общей эволюции материи.br>      Как же возникла жизнь на 3емле? Этот вопрос очень важен для поиска иных ее форм в глубинах космоса. По теории биохимической эволюции А.И. Опарина, синтез всех необходимых для зарождения жизни компонентов мог произойти в условиях первичной атмосферы 3емли, значительно отличающихся от нынешних. Накопление в океане большого количества органики могло создать 'первичный бульон' для развития жизни. Если окажется, что жизнь зародилась именно на Земле, то можно было бы ожидать большого разнообразия ее типов в разных мирах, поскольку каждая планета будет обладать своим уникальным набором условий.br>      Согласно другой гипотезе, получившей название панспермия, основные органические вещества, необходимые для возникновения жизни, могли быть занесены из космического пространства, по которому 'зародыши' жизни постоянно путешествуют. Своей популярностью эта теория обязана открытию микроорганизмов, способных выживать в самых неблагоприятных условиях, схожих с космическими: в холоде, при повышенной радиации, в экстремальной кислотности. Если эта гипотеза получит подтверждение, то она будет веским аргументом в пользу того, что жизнь должна иметь примерно одинаковые формы повсюду во Вселенной, поскольку она возникла из похожих типов молекул в похожих молекулярных облаках.

Жилищные условия
     Развитие жизни - столь длительный процесс, что его можно сравнить со временем жизни звезд. Краткий срок существования массивных звезд исключает их из числа кандидатов, имеющих обитаемые планеты. Такие планеты могут находиться около звезд (масса которых равна массе Солнца или чуть меньше ее), стабильно излучающих энергию в течение времени, вполне достаточного для развития разумной жизни. Большая часть солнечной энергии выделяется в видимой области спектра, создавая благоприятные для жизни условия, поэтому обитаемые планеты лучше искать вокруг звезд, имеющих температуры и химический состав, близкие к солнечным значениям.
     Среди 100 миллиардов звезд в нашей Галактике имеется вполне достаточно стабильных, способных выделять столько энергии, сколько необходимо для развития жизненно важных химических процессов. Почти повсюду найдено и

Жизнь на Луне? подтверждением теории панспермии может являться тот факт, что несколько десятков бактерий Streptococcus mitis, попавших на поверхность Луны с Земли с помощью аппарата Surveyor-3, смогли выжить здесь в течение почти 3 лет в условиях космического вакуума, крайнего холода и радиации, при отсутствии воды и питательных веществ. Эти микроорганизмы были обнаружены астронавтами Apollo-12 в 1969 году и в стерильной камере возвращены на Землю.

большое количество углерода. Однако для возникновения биологической жизни очень важным фактором является наличие воды в жидком состоянии, зависящее от расположения планеты. Если планета находится слишком близко к своей звезде - вода испарится, если очень далеко - замерзнет. Орбита планеты должна быть стабильной и близкой к круговой, потому что при беспорядочном вращении невозможно постоянно поддерживать жидкую воду на поверхности. Та область вокруг звезды, где жидкая вода может долгое время сохраняться на планете, получила название 'зона обитания'. Для нашего Солнца она начинается за Венерой и кончается за Марсом.
     Независимо от того, насколько отличаются условия на разных планетах, несомненно одно: жизнь и ее окружающая среда неразрывно связаны. Живые организмы изменяют условия планеты, поскольку они потребляют пищу и энергию и выделяют отходы. Изменение планетной окружающей среды, вызванное биологической, геофизической или климатической активностью, в свою очередь, заставляет жизнь приспосабливаться к новым условиям, создавая в результате богатое разнообразие растений и животных, с которыми мы сталкиваемся на 3емле.
     Нигде эта зависимость не проявляется так очевидно, как в наблюдаемых характеристиках атмосферы планеты. Так что предстоит выяснить, каким образом атмосферные газы, произведенные геологической активностью, отличаются от тех, которые произведены жизнью. Анализируя цвета в инфракрасной области излучения, астрономы будут искать атмосферные газы, такие как углекислый газ, водяной пар и озон. Вместе с температурой и радиусом обнаруженной планеты эта информация позволит определить, какие планеты являются пригодными для жизни или даже уже населены ее зачаточными формами. Своеобразным признаком жизни может быть существование в атмосфере планеты большого количества кислорода. В земной атмосфере кислород является побочным продуктом фотосинтеза - процесса, с помощью которого зеленые растения и некоторые другие организмы, используя солнечный свет, превращают углекислый газ и воду в углеводы. Но молекула кислорода не остается в атмосфере долго, а объединяется с другими молекулами в процессе, называемом окислением. Поэтому планета с атмосферой, богатой кислородом (подобно Земле), должна содержать источник его пополнения (жизнь).
     И тем не менее присутствие кислорода, хотя и весьма важное, не может быть принято как однозначный признак жизни. А вот обнаружение озона, сосуществующего вместе с газами (окись азота или окись метана), может служить убедительным доказательством не только того, что планета пригодна для жизни, но и того, что она обитаема.
     Вполне вероятно, что даже те планеты, где кислорода вообще не будет обнаружено, также могут поддерживать жизнь. Ведь не исключено, что фотосинтез может осуществляться с другими элементами, например с серой, выполняющей роль кислорода. В иных мирах биологические процессы могут быть совсем не похожими на земные, так как химические условия на других планетах могут привести к возникновению абсолютно других организмов.

---

Где ищут жизнь?
     Марс: Согласно некоторым предположениям жизнь могла возникнуть и на Марсе. Некоторые ученые даже предполагали, что изначально она и возникла именно там и только затем была перенесена на 3емлю. Возможно, геологи, анализируя осадочные марсианские породы старше 4 млрд. лет, сумеют обнаружить окаменелые остатки не только бактерий, но и более сложных организмов.
     Европа: Исследование Европы - одной из гигантских лун Юпитера, указывает на то, что под ее ледяной поверхностью скрывается огромный океан жидкой воды. Это обширное подледное море вполне могло дать кров микроорганизмам, по размеру и сложности подобным земным. Хотя солнечный свет не может обеспечить достаточно энергии для поддержания жизни на Европе, поэтому ученые полагают, что наиболее вероятным источником энергии являются заряженные частицы, постоянно летящие с соседнего Юпитера.
     Титан: Спутник Сатурна Титан - единственная луна в Солнечной системе, обладающая толстым слоем атмосферы (состоит в значительной степени из азота) и сложной органической химией. Также рассматривается возможность отправки к этой планете аппарата Titan Biologic Ехрlогег (после 2006 года) для изучения добиотической органики (химических составов, являющихся стандартными блоками жизни) как на его поверхности, так и в атмосфере.
     Венера: Некоторые исследователи не исключают существования микробной жизни и в облаках Венеры (на высоте около 50 км от поверхности), хотя атмосфера этой планеты очень сухая, а облака состоят из капелек серной кислоты. Впрочем, для подтверждения таких предположений необходимы даполнительные исследования. Ученые располагают данными, свидетельствующими о наличии значительных количеств органического вещества в межзвездных молекулярных облаках.

Исследовательские запуски
	Межзвездный газ: Ученые располагают данными, свидетельствующими о наличии значительных количеств органического вещества в межзвездных молекулярных облаках. Чтобы понять химию процессов, происходящих в межзвездных облаках, и выяснить, может ли происходить в космосе синтез аминокислот, ESA планирует запуск космического телескопа 'Гершель' (2007 год ) с рекордным для подобного инструмента диаметром зеркала - 3,5 метра. Он сможет получать изображения объектов в недоступных ранее областях спектра - далекой инфракрасной и субмиллиметровой. Именно в этих диапазонах излучают сложные химические вещества, а также органические молекулы.
	Кометы: 'Перевозчиками' жизни могут также служить метеориты и кометы. Аппарат Giotto, в 1986 году приблизившийся к комете Галлея на расстояние 600 км, передал данные, показавшие, что комета содержит сложные органические молекулы, богатые углеродом, водородом, кислородом и азотом. А значит, что в происхождении земной жизни важную роль могли сыграть кометы. Для их тщательного изучения в рейд отправится аппарат Rosetta - первая исследовательская экспедиция на орбиry кометы, которая к тому же совершит посадку на ее поверхность. Она впервые будет наблюдать за изменениями, происходящими в комете во время наращивания ею комы и хвоста при приближении к Солнцу. Автоматическая система бурения, установленная на посадочном модуле, получит образцы вещества ядра кометы с глубины 30 см и отправит их к анализаторам состава. Поскольку из-за технических проблем запуск Rosetta в январе 2003 года отложен, то его первоначальная цель - комета Виртанен - тоже изменена.
В 1995 году весь ученый мир облетела потрясающая весть: швейцарские астрономы на орбите вокруг звезды, подобной Солнцу, обнаружили планету. Конечно, наблюдатели не увидели планету, ее присутствие было выявлено по небольшому доплеровскому смещению линий в спектре звезды. С тех пор количество планет, обнаруженных этим методом, стало расти очень быстро, и в настоящее время их уже насчитывается более 150.      Вопреки ожиданиям того, что другие планетные системы будут похожи на нашу собственную (планеты земного типа - вблизи звезды и газовые планеты - гиганты - на больших расстояниях от нее), большинство из них - газовые гиганты, слишком близкие к своим родительским звездам и неспособные дать приют жизни.      Разнообразие зкстрасолнечных (обнаруженных у других звезд) планет вселяет надежду на то, что должны существовать и планеты земного размера на таком расстоянии от звезды, которое позволяет существовать жизни. Планет малых размеров пока обнаружить не удалось, но их поиски с помощью космических телескопов продолжаются.
	Французское космическое агентство CNES при участии Испании, Австрии, Бельгии и Европейского Космического агентства (ESA) в 2014 году планирует произвести запуск аппарата СОRОТ-маленького космического телескопа с диаметром главного зеркала 27 см и камерой из четырех CCD детекторов, который будет использовать метод транзита, позволяющий точно определить размеры планет и их орбиты. Транзит происходит каждый раз, когда планета пересекает луч зрения между наблюдателем и родительской звездой, вокруг которой она вращается. Когда это происходит, планета блокирует часть света от своей звезды, вызывая периодическое падение блескa звезды. Этот периодический сигнал используется, чтобы обнаружить планетy и определить ее размер и орбитy. COROT будет наблюдать большое количество относительно далеких звезд на расстояниях до 1500 световых лет, пытаясь предоставить факты существования планет земного типа.
	Darwin это целая флотилия из 8 космических аппаратов для поиска земноподобных планет и анализа их атмосфер на наличие химических признаков жизни. Шесть из них это телескопы. Восьмой предназначен для объединения света от шести телескопов и имитации зеркала намного большего, чем зеркало одного телескопа. Восьмой аппарат предназначен для связи между Землей и флотилией. Найти внесолнечные планеты очень сложно. Даже для ближних звезд это все равно, что пытаться разглядеть разницу между слабым светом свечи и горящим по близости маяком на расстоянии 1000 километров. По световым волнам звезды ярче твердых планет в тысячи миллионов раз. Чтобы частично обойти эту трудность, Darwin будет наблюдать звезды в середине инфракрасного спектра. На этих длинах волн контраст между звездой и планетой представляется как миллион к одному, что несколько облегчит поиск. Darwin использует инфракрасный спектр еще и потому, что жизнь на Земле оставляет следы именно в этом волновом диапазоне.
Как находят планеты Когда планета вращается вокруг звезды, ее масса создает гравитационные силы, которые слегка притягивают звезду, заставляя ее "дрожать" - покачиваться вперед - назад.
	В рамках программы Discovery готовится миссия Kepler. Она будет 'охотиться' за планетами, используя однометровый телескоп с фотометром, специально разработанный для поиска планет, подобных 3емле, вокруг звезд вне Солнечней системы. Чувствительность фотометра достаточна, чтобы 'видеть' изменения в яркости, вызванные планетой, проходящей перед звездой, которая в 100 раз превосходит ее по диаметру. Измеренная орбита планеты и известные свойства родительской звезды позволят определить, находится ли каждая обнаруженная планета в зоне обитания. Инструменты Керlег будут способны обнаружить объекты земного размера на орбитах вокруг звезд, находящихся на расстоянии до 4 000 световых лет, измерения же будут производиться каждые 10 минут. Так как Керlег сможет обнаружить только планеты, выполняющие транзит, на помощь ему отправится Space lnterferometry Mission (SIM).
	Тегrestrial Planet Finder (TPF) - Искатель планет земной группы, изучающий следы, оставленные жизнью в атмосферах планет. Его главная цель - прямое обнаружение и характеристика планет земного типа, вращающихся вокруг близких звезд. Станция будет исследовать состав их атмосфер и искать озон, молекулы кислорода или двуокиси углерода, которые видны в земной атмосфере. Ее находки, возможно, станут базой для следующей экспедиции - Life Finder, состоящей из нескольких телескопов, работающих как один - для получения спектров высокого разрешения атмосфер далеких планет. В настоящее время Life Finder (LF) остается только проектом, потому как требует технологий, которые еще не созданы. Мы можем вписать собственную страницу в историю Земли. Людмила Князева

---

Жизнь земная (2-я часть)          Жизнь внеземная (2-я часть)

---