Похоже, что существование жизни на Земле было бы невозможным без… пояса астероидов, расположенного далеко за орбитой Марса.
Жизнь и астероиды: Пояс ради жизни
Три возможных варианта эволюции астероидного пояса. Вверху - планета размерами с Юпитер мигрирует через него, рассеивая астероиды и подавляя возможность развития жизни на внутренних планетах. В середине - реальная ситуация: Юпитер лишь слегка нарушает стабильность астероидного пояса. Внизу - планета вообще не мигрирует, оставаясь на своей далекой орбите, что приводит к появлению особенно массивного и плотного астероидного пояса. Астероиды с него слишком часто бомбардируют внутренние планеты, всерьез затрудняя развитие живых организмов на них

Чем дальше — тем больше мы обнаруживаем различных факторов, без которых жизнь на Земле, скорее всего, была бы невозможной. Необходима не только солнечная энергия и жидкая вода, тепло и множество химических элементов. Насколько мы знаем, огромную роль должна играть, скажем, земная магнитосфера, отклоняющая львиную долю опасных космических лучей и солнечного ветра.

Многие указывают на важность наличия Луны примерно тех размеров, которые она имеет: она стабилизирует вращение планеты. Упоминается даже Юпитер, громадная гравитация которого позволяет ему улавливать большую часть прилетающих издалека астероидов и комет, сохраняя спокойствие внутренних регионов Солнечной системы.

И, судя по результатам недавней работы американских астрономов во главе с Марио Ливио (Mario Livio), определенную роль в нашей жизни играет даже пояс астероидов. По их мнению, его размеры и форма, определившиеся в результате долгой эволюции протопланетного диска и под сильным влиянием близкого Юпитера, сыграли важную роль в появлении жизни на Земле.

Просто удивительно: мы уже привыкли думать об астероидах, как о досадной неприятности, а то и серьезной опасности, угрожающей нам и нашей планете. Теперь получается, что они могут быть и полезными? В самом деле, на ранних этапах формирования Земли многочисленные удары астероидов могли принести на нее достаточные количества органики и воды. Постоянно вмешиваясь в происходящее на планете, они стимулировали изменчивость и разнообразие условий существования ранней жизни — а значит, и ее эволюцию.

Однако моделирование, проведенное Ливио с коллегами, показало, что для формирования подходящего астероидного пояса нужно присутствие гигантской планеты наподобие Юпитера, расположенной в соответствующем месте. По словам ученых, лишь небольшая часть планетных систем могут этим похвастаться, что существенно снижает шансы на появление в них и жизни.

Вообще, авторы указывают, что взаимное расположение и размеры Юпитера и астероидного пояса в Солнечной системе вовсе неслучайны. Астероидный пояс располагается как раз на границе «зоны обледенения», за которой солнечного света уже никогда не бывает достаточно, чтобы растопить лед, да и другие летучие и легкие вещества обычно остаются в твердой форме.

Некогда, на заре формирования Солнечной системы все эти ледяные пространства были плотно заполнены фрагментами льда, каменных и металлических обломков, большая часть которых сформировали впоследствии Юпитер. Его мощная гравитация не смогла притянуть далеко расположенные частицы материи, но и не позволила им сформировать полноценную планету, оставшись в виде пояса астероидов. Иначе говоря, без Юпитера пояс вряд ли мог бы существовать.

Более того, Юпитер должен находиться в точно определенной области, достаточно близко к астероидному поясу, но не входя в него, иначе пояс будет разрушен, мириады обломков наполнят внутренние пределы Солнечной системы и непрерывной бомбардировкой практически поставят крест на возможности появления здесь жизни. То же произойдет, если Юпитер будет слишком далеко и не сможет поглотить изрядную часть астероидов: пояс будет слишком обширным и плотным.

Действительно, по расчетам, в молодой Солнечной системе астероидов в поясе было достаточно для образования планеты земной массы, хотя сегодня общая масса находящихся здесь обломков в сотню раз меньше: остальное поглотил Юпитер, медленно приближаясь к Солнцу. И в процессе этого взаимодействия пояс обрел свою форму и плотность.

Насколько же распространенными такие идеальные условия могут быть у других звезд? С помощью космического телескопа Spitzer Марио Ливио и его коллеги провели наблюдение за 90 далекими звездами, у которых, судя по спектру, имеются свои астероидные пояса. Температура всех их показала, что во всех случаях они расположены на границе той самой «зоны обледенения».

Затем ученые изучили данные о 520 известных гигантских экзопланетах — из них только 19 расположены за внешней границей этой зоны. Подавляющее большинство из них, сформировавшись на далеких пределах, мигрировали впоследствии очень близко к своей звезде. Если у них и были астероидные пояса, способные «накормить зарождающуюся жизнь», они давно разрушились. По расчетам авторов, подходящий астероидный пояс могут иметь не более 4% систем с гигантской планетой.

По пресс-релизу NASA