Новый способ ограничить ученых в поисках планет, максимально похожих на нашу: подсчитать, в каких областях галактики теоретически условия позволяют проходить процессу… фотосинтеза.

Известно, что, пытаясь обнаружить миры, похожие на наш, ученые ориентируются на «обитаемую зону» — такие расстояния от той или иной звезды, условия в которых обеспечивают возможность наличия жидкой воды, а значит — и жизни в той форме, в которой мы ее обычно представляем.

Но недавно немецкий астрофизик Вернер Фон Блох (Werner von Bloh) и его коллеги предложили иной подход: фокусировать поиск на тех областях вокруг звезд, в которых условия благоприятны не только для существования воды в жидкой форме, но и для протекания процесса фотосинтеза, ведь именно он лежит в основе всей жизни на нашей планете. Лишь первые простейшие организмы могли полагаться на естественный запас питательных веществ, но после того, как он был исчерпан, жизнь должна была выработать иной способ пополнения энергии и питания — такой, как фотосинтез. И если где-то в далеком мире тоже развилась совершенная жизнь, она должна была найти либо тот же, либо схожий источник своего существования.

Эти «фотосинтетические зоны» ученые определили, как зоны, в которых средняя температура поверхности планеты остается в пределах 0−100 градусов Цельсия. Кроме воды, атмосфера такой планеты должна содержать достаточные количества углекислого газа — эти два соединения являются исходными для фотосинтеза, в результате которого образуются органические соединения и выделяется молекулярный кислород. Кроме того, планета должна иметь твердую поверхность (возможно, и покрытую океаном) для поддержания запасов необходимых минеральных веществ.

Имея эти критерии, можно уже взглянуть на звезды. В ходе своей эволюции типичная звезда сперва медленно наращивает яркость, и «фотосинтетическая зона» вокруг нее понемногу отодвигается чуть дальше. К примеру, после того, как звезда небольшого или среднего размера исчерпает запас водородного топлива и превратится в красного гиганта, ее яркость возрастает в 1−10 тыс. раз. Это уничтожит любую фотосинтетическую жизнь, ранее развившуюся на одной из подходящих планет — но создаст более удаленные подходящие для нее области. Эти области будут существовать то время, пока красный гигант существует более-менее стабильно; насколько нам известно, порядка 1 млрд лет, после чего гигант превратится в белого карлика, и возможности для жизни около него окончательно исчезнут. Да и этого миллиарда лет, видимо, будет недостаточно для формирования высокоразвитой жизни, как у нас.

Иначе говоря, получается, что для звезд массой больше 2,2 солнечных масс, которые становятся красными гигантами очень быстро (в среднем за 800 млн лет), шансов развить у себя «фотосинтетическую» жизнь практически нет. В принципе, по мнению некоторых ученых, для формирования жизни в подходящих условиях достаточно времени порядка 500 млн лет — это смещает верхнюю границу массы звезды до 2,6 солнечных масс. Возьмем эти пределы, как максимальную планку. С учетом ее в нашей галактике существует около 2,5 млн звезд с подходящими характеристиками.

Но если иметь в виду возможности развития сложной жизни, подобной нашей, придется учитывать и другие факторы. Например, наличие у планеты спутника, стабилизирующего ее вращение и, как следствие, климат (наша Луна для нас и вправду «Бесценный спутник»). В идеале полезно и наличие планет-гигантов на дальних подступах к планетной системе, которые, как наши Юпитер и Сатурн, улавливали бы своей гравитацией львиную долю опасных объектов, прилетающих из космоса.

Впрочем, все эти рассуждения отдают явным «землецентризмом» и даже «углеродно-фотосинтетическим шовинизмом». Никто не доказал, что жизнь обязана выглядеть так, как наша, базироваться на той же химии и вообще являться жизнью в общепринятом понимании. Никто не доказал, что она не может быть какими-нибудь саморазмножающимися плазматическими штопорами, о которых мы писали в заметке «Чужая жизнь».

По публикации Astrobiology Magazine